Файл: Расчет конструкций убежищ..pdf

По графику рис. 18 при угле падения 43° и Дрф = 0,64 кгс/смг

интерполяцией находим Дротр/Дрф =» 2,8. Отсюда

Дротр = 2,8-0,64 = 1,8 кгс/см*.

При нормальном отражении (<х„ = 0°) коэффициент отражения для Дрф = 0,64 кгс/сж2 равен 2,5.

3. НАГРУЗКИ НА СООРУЖЕНИЯ ОТ ВЗРЫВОВ ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

На нефтеперерабатывающих и химических производ­ ствах в результате разрушения технологического оборудо­ вания й резервуаров со сжиженными углеводородными газами ударной волной ядерного взрыва и возникших по­ жаров произойдет интенсивное испарение сжиженных га­ зов и нефтепродуктов. Пары и горючие газы могут обра­ зовать взрывчатую смесь с воздухом, взрыв которой приве­ дет к дальнейшим разрушениям и распространению по­ жара по территории предприятия. Анализ взрывов газо­ воздушных смесей (ГВС) на нефтеперерабатывающих про­ изводствах [59] показывает, что почти г/3 взрывов сопровождаются частичным или полным разрушением оборудования и строительных конструкций. Таким обра­ зом, защитные сооружения на территории таких произ­ водств могут подвергаться вторичному действию динами­ ческих нагрузок от взрыва ГВС.

Определение нагрузок на сооружения от взрыва смеси углеводородных газов с воздухом произведем при еле-

47

дующих предпосылках. Предположим, что в результате разрушения технологического оборудования и резервуаров со сжиженными углеводородными газами ударной волной ядерного взрыва образовалось облако газовоздушной смеси. Концентрация ГВС принимается стехиометрической в со­ ответствии с уравнением реакции горения (взрыва) газа в воздухе, которая для углеводорода типа CmHn выражается

следующим общим уравнением:

и предполагаем, что инициирование взрыва происходит в ее центре, от которого распространяется сферическая детона­ ционная волна (сферическая детонация ГВС рассматривает­ ся в работах [12, 62]). В действительности форма облака может отличаться от принятой и место инициирования взры­ ва может быть самым различным. Неучет этих факторов дает некоторый запас при оценке действия взрыва на со­ оружения, оказавшиеся в зоне ГВС. Для оценки же дей­ ствия взрыва за пределами зоны ГВС форма облака не столь существенна [4, 7].

Анализ аварий на нефтеперерабатывающих заводах [59] показывает, что при разрушении емкостей не весь про­ дукт, хранящийся в резервуарах в сжиженном состоянии, переходит во взрывчатую газовоздушную смесь. Часть его (меньшая) сгорает в жидком и газообразном состоянии.

48

Коэффициент перехода (/г„ < 1) жидкого продукта (угле­ водородные газы) из резервуаров в ГВС можно определить по энергии, сообщенной воздуху при взрыве смеси.

Энергия определяется из формул (1) и (2) по разруша­ ющим нагрузкам (Дрраз) для конструкций различных типов при известных расстояниях от центра взрыва. Затем по энер­ гии можно определить массу продукта в ГВС. Расчеты по­ казывают, что коэффициент перехода сжиженного продукта в ГВС может быть принят k„ « 0,8.

Для количественной характеристики процессов детона­ ции газовых смесей необходимо знать давление на фронте

рд = 2 (/i — 1) р0 qv- ]0-4 кгс/см2-,

Пд = -|/2 (k2- \ ) q0 м/сек;

(35)

где ро — плотность взрывчатой смеси в кгс • сек21м*\ k = = Ср/с„ — отношение теплоемкостей; qv — удельная тепло­ та взрыва в единицах механической работы, определяемая из выражения

(36)

в котором Qv — теплота взрыва в ккал; g — ускорение силы тяжести; п,- — число кмолей г'-го вещества ГВС; р; — моле­ кулярная масса t-го вещества смеси.

В приближенных расчетах параметров фронта детона­ ционной волны допустимо принимать отношение теплоем­ костей для продуктов взрыва ГВС k — 1,25 [4, 7].

Параметры детонационной волны (Дд, ыд, Дрд) при взры­ ве стехиометрической смеси некоторых углеводородных га­ зов приведены в табл. 4.

После достижения фронтом детонационной волны гра­ ницы раздела между ГВС и средой (воздухом) начнется раз­ лет продуктов детонации. Граница раздела между продук­ тами детонации и воздухом будет двигаться быстрее продук-

49