Применение методики оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей

Параметры ударной волны при разрыве железнодорожной цистерны. Вычисление эффективного энергозапаса горючей смеси. Плотность горючей смеси и стехиометрическая концентрация. Определение ожидаемого режима взрывного превращения и основных параметров взрыва.

Рубрика Военное дело и гражданская оборона
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 18.01.2012
Размер файла 62,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и НАУки российской федерации

ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственый технический университет»

Кафедра Газодинамических импульсных устройств

Курсовая работа

по дисциплине «Действие средств поражения и боеприпасов»

Применение методики оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей

Вариант № 11

Выполнил: Проверил:

студент ФЛА д.т.н.,профессор

группы Балаганский И.А.

МБ-71 оценка роспись

Слесарев А.Ю. «___» _______ 2011 г.

Новосибирск

2011

Задание:

В безветренную погоду, в результате аварии произошёл разрыв железнодорожной цистерны с 11т Октана (С8Н18). Для оценки наихудшего варианта возможных последствий предположим, что в результате разрыва цистерны, в пределах воспламенения оказалось максимально возможное количество газа. Средняя концентрация октана в образовавшемся облаке составила 140г/м3. Произошёл взрывной режим превращения.

Требуется определить параметры ударной волны на расстоянии 100м от места взрыва: избыточное давление, импульс фазы сжатия.

Решение:

Применяя, « Методику оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей» РД 03-409-01,утверждённую Постановлением Госгортехнадзора России от 26 июня 2001г., решаем поставленную задачу.

I. Исходные данные

1.Тип топлива - октан;

2. Агрегатное состояние смеси - жидкость;

3. Средняя концентрация горючего вещества в смеси Сг=0,14кг/м3;

4. Масса горючего вещества в облаке Мг=11000кг;

5. Окружающее пространство - открытое (вид 4);

6. Удельная теплота сгорания октана, рассчитывается по формуле qг=44? МДж/кг.

По табл.1 Методики «Классификация горючих веществ по степени чувствительности» бутилен относится к веществам III класса -среднечувствительные вещества, с размером детонационной ячейки 10<a<40 и ?=1. Тогда: qг=44?1 =44МДж/кг=4,4?107 Дж/кг.

II. Вычислим эффективный энергозапас ТВС

Эффективный энергозапас горючей смеси определяется по соотношению:

Е =2 Mг qг при Cг <= Cст либо E = 2Mг qг Cст / Cг при Cг > Cст.

Так как облако лежит на поверхности земли, то величина эффективного энергозапаса ТВС удваивается.

Необходимо вычислить стехиометрическую концентрацию октана Сст , для этого рассчитаем ?ст -относительную массовую концентрацию.

?ст=, где

- молярная масса воздуха;

- плотность воздуха;

- молярная масса октана;

-коэффициент.

?ст=

Плотность горючей смеси:

Объём 100 кг облака:

Стехиометрическая концентрация:

Так как 100кг смеси содержит 6,33кг октана и 100кг смеси занимает объём 95,33 м3, тогда можно рассчитать стехиометрическую концентрацию.

т.к. Сг >Сст, то:

III. Определим ожидаемый режим взрывного превращения

По таблице «Классификация горючих веществ по степени чувствительности» определяем, что октан относится к III классу чувствительности (среднечувствительные вещества).

Окружающее пространство по степени загромождённости относится к виду 4 (слабозагромождённое и свободное пространство).

Используя экспертную таблицу определяем, что ожидаемый режим взрывного превращения - 5 диапазон, дефлаграция со скоростью фронта пламени определяется соотношением:

где k1=43 - константа;

Оценка агрегатного состояния ТВС: октан - гетерогенная смесь.

IV. Определим основные безразмерные параметры взрыва ТВС

Расчёт максимального давления и импульса для фазы сжатия воздушной ударной волны:

Для заданного расстояния R=100 м определим безразмерное расстояние от центра облака ТВС:

где

взрыв горючий смесь энергозапас

P0 - атмосферное давление, Па;

Степень расширения продуктов сгорания для гетерогенных смесей: ?=4.

Скорость видимого фронта пламени Vг= 202.78 м/с.

Безразмерное давление:

Безразмерный импульс фазы сжатия:

Вычислим величины РХ2 и IХ2 по формулам, применяемым для случая детонации гетерогенных смесей.

Безразмерный импульс фазы сжатия:

Окончательные значения Рх и Ix выбираются из условий:

Px = min(Px1,Px2)= min(0,275; 0,775)=0,275;

Ix = min(Ixl,Ix2) =min(0,045; 0,039)=0,039;

V. Определим размерные величины взрыва ТВС

Избыточное давление:

Импульс волны давления:

С0 - скорость звука в воздухе, м/с.

VI. Оценка поражающего действия.

Вероятность того или иного ущерба определяется с помощью «пробит функции».

1. Оценка вероятности повреждения промышленного здания от взрыва облака ТВС:

· по величине пробит-функции , оценивается вероятность повреждений стен промышленных зданий, при которых возможно восстановление зданий без их сноса, используем соотношение:

,

где пробит-функция;

Фактор V1 рассчитывается с учетом перепада давления в волне и импульса статического давления по соотношению:

· по величине пробит-функции , оценивается вероятность разрушений промышленных зданий, при которых здания подлежат сносу:

;

В этом случае фактор V2 рассчитывается по формуле:

2. Оценка вероятности поражения людей при взрыве облака ТВС.

· по величине пробит-функции , оценивается вероятность длительной потери управляемости у людей (состояние нокдауна), попавших в зону действия ударной волны при взрыве облака ТВС:

;

В этом случае фактор опасности V3 рассчитывается по формуле:

Безразмерное давление и безразмерный импульс задаются выражениями:

где m - масса тела живого организма, кг (при отсутствии данных принимают 80 кг);

· по величине пробит-функции , оценивается вероятность разрыва барабанных перепонок у людей от уровня перепада давления в воздушной волне, рассчитываем по выражению:

· по величине пробит-функции , оценивается вероятность отброса людей волной давления:

.

Здесь фактор V5 рассчитывается из соотношения:

.

.

Связь функции Рri с вероятностью той или иной степени

поражения находится по табл. 3 Методики.

Таблица 1- СВЯЗЬ ВЕРОЯТНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ С ПРОБИТ-ФУНКЦИЕЙ

Р, %

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

2,67

2,95

3,12

3,25

3,38

3,45

3,52

3,59

3,66

10

3,72

3,77

3,82

3,86

3,92

3,96

4,01

4,05

4,08

4,12

20

4,16

4,19

4,23

4,26

4,29

4,33

4,36

4,39

4,42

4,45

30

4,48

4,50

4,53

4,56

4,59

4,61

4,64

4,67

4,69

4,72

40

4,75

4,77

4,80

4,82

4,85

4,87

4,90

4,92

4,95

4,97

50

5,00

5,03

5,05

5,08

5,10

5,13

5,15

5,18

5,20

5,23

60

5,25

5,28

5,31

5,33

5,36

5,39

5,41

5,44

5,47

5,50

70

5,52

5,55

5,58

5,61

5,64

5,67

5,71

5,74

5,77

5,81

80

5,84

5,88

5,92

5,95

5,99

6,04

6,08

6,13

6,18

6,23

90

6,28

6,34

6,41

6,48

6,55

6,64

6,75

6,88

7,05

7,33

99

7,33

7,37

7,41

7,46

7,51

7,58

7,65

7,75

7,88

8,09

1. вероятность повреждений стен промышленных зданий, при которых возможно восстановление зданий без их сноса 85 %;

2. вероятность разрушений промышленных зданий, при которых здания подлежат сносу 28 %;

3. вероятность длительной потери управляемости у людей (состояние нокдауна), попавших в зону действия ударной волны при взрыве облака ТВС 0 %;

4. вероятность разрыва барабанных перепонок у людей от уровня перепада давления в воздушной волне определяется выражением 2 %;

5. вероятность отброса людей волной давления 0 %.

Вывод

Проведя расчеты по методике оценки последствий аварийных взрывов ТВС, получили следующие результаты:

1. величина эффективного энергозапаса ТВС

2. ожидаемый режим взрывного превращения дефлаграция со скоростью фронта пламени принимаем в расчетах 202,78м/с.

3. при взрыве железнодорожной цистерны с 11т октана, на расстоянии 100м от места взрыва избыточное давление , импульс волны давления

4. вероятность повреждений стен промышленных зданий, при которых возможно восстановление зданий без их сноса 85%;

5. вероятность разрушений промышленных зданий, при которых здания подлежат сносу 28%;

6. вероятность длительной потери управляемости у людей (состояние нокдауна), попавших в зону действия ударной волны при взрыве облака ТВС 0%;

7. вероятность разрыва барабанных перепонок у людей от уровня перепада давления в воздушной волне определяется выражением 2%;

8. вероятность отброса людей волной давления 0%.

Список использованных источников

1. Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей (с изменениями и дополнениями) РД 03-409-01 (утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 26 июня 2001 г. № 25)

2. И.А. Балаганский, Л.А. Мержиевский Действие средств поражения и боеприпасов: Учебник.- Новосибирск: Изд-во НГТУ. -2004.- 408с. - (Серия «Учебники НГТУ»)

3. Лекции по дисциплине «Основы проектирования защитных устройств».

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Объём продуктов горения и количество теплоты, выделившейся при взрыве. Уравнение материального баланса процесса для компонентов смеси горючих веществ. Установление выбранных численных значений концентраций горючего. Расчёт теплоты и температуры взрыва.

    курсовая работа [148,4 K], добавлен 10.06.2014

  • Понятие ударной волны, механизм ее воздействия при прохождении на поверхности. Параметры ударной волны, ее способность затекать внутрь защитных сооружений сквозь воздухозаборные отверстия. Степени поражения и виды воздействий на людей, здания, сооружения.

    презентация [268,4 K], добавлен 21.05.2015

  • Характеристика воздействия воздушной ударной волны при взрыве газовоздушной смеси. Оценка устойчивости работы промышленного предприятия. Степени разрушения зданий: полные, сильные, средние и слабые. Мероприятия по повышению устойчивости объекта.

    реферат [22,5 K], добавлен 12.11.2010

  • Оценка поражающих факторов ядерного взрыва и химической обстановки при аварии на химически опасном объекте. Определение основных параметров. Прогнозирование степени опасности в очаге поражения взрывов твердых взрывчатых веществ и газопаровоздушных смесей.

    курсовая работа [127,4 K], добавлен 10.06.2011

  • Максимальные значения параметров поражающих факторов ядерного взрыва, ожидаемых на объекте. Максимальное значение избыточного давления во фронте ударной волны и максимальное значение светового импульса. Максимальное значение дозы проникающей радиации.

    контрольная работа [381,6 K], добавлен 27.11.2010

  • Определение максимальных значений избыточного давления ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения, ожидаемы на ОНХ при ядерном взрыве. Оценка устойчивости объекта к воздействию поражающих факторов.

    контрольная работа [33,8 K], добавлен 10.11.2003

  • Оценка обстановки и возможные потери людей, оказавшихся в очаге химического поражения. Предел устойчивости сборочного цеха машиностроительного завода к воздействию ударной волны ядерного взрыва. Скорость переноса зараженного облака к населенному пункту.

    контрольная работа [137,2 K], добавлен 28.11.2014

  • Потери и разрушения, возникшие в результате ядерных взрывов в Хиросиме и Нагасаки. Анализ радиоактивного загрязнения, экологических последствий взрывов. Потери и разрушения, количество погибших от воздействия взрывов и умерших от радиационного поражения.

    реферат [26,8 K], добавлен 09.12.2012

  • Ядерное оружие, характеристики очага ядерного поражения. Поражающие факторы ядерного взрыва. Воздействие воздушной ударной волны и проникающей радиации. Химическое и биологическое оружие и возможные последствия их применения. Обычные средства поражения.

    презентация [1,9 M], добавлен 24.06.2012

  • Ядерное оружие и виды ядерных взрывов. Воздействие поражающих факторов на элементы объектов полиграфии. Воздушная ударная волна, излучение, проникающая радиация, заражение местности, электромагнитный импульс. Вторичные поражающие факторы ядерного взрыва.

    реферат [529,4 K], добавлен 29.02.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.