Тема 1. Обстановка при производственных авариях со взрывом Взрыв газовоздушных смесей в открытом пространстве
При взрыве газовоздушных смесей различают две зоны действия детонационной волны:
– в пределах облака ГВС и воздушной ударной волны
- за пределами облака ГВС.
В зоне облака действует детонационная волна, избыточное давление во фронте которой принимается постоянным в пределах облака ГВС и приблизительно равным Р = 17 кгс/см2 (1,7 МПа).
В расчетах принимают, что зона действия детонационной волны ограничена радиусом r0, который определяется из допущения, что ГВС после разрушения емкости образует в открытом пространстве полусферическое облако.
Зона действия детонационной волны ограничена радиусом r0
м.
(1.1)
где
- количество сжиженных углеводородных
газов в хранилище до
взрыва, кг;
-
коэффициент, учитывающий долю активного
газа (долю
продукта, участвующего во взрыве);
-
молярная масса газа, кг/кмоль.
-
стехиометрическая концентрация газа
в % по объему.
(Приложение 1).
Значение коэффициента k принимают в зависимости от способа хранения продукта:
k = 1 - для резервуаров с газообразным веществом;
k = 0,6 - для газов, сжиженных под давлением;
k = 0,1 - для газов, сжиженных охлаждением (хранящихся в изотермических емкостях);
k = 0,05 - при аварийном разливе легковоспламеняющихся жидкостей.
Зона действия воздушной ударной волны (ВУВ) начинается сразу за внешней границей облака ГВС. Давление во фронте ударной волны Рф зависит от расстояния до центра взрыва и определяется по рис. 1.1 или таблице 1.1, исходя из соотношения
Рф = f (r / r0), (1.3)
где r - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки.
Таблица 1.1
r/r0 |
0 - 1 |
1,01 |
1,04 |
1,08 |
1,2 |
1,4 |
1,8 |
2,7 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
12 |
20 |
Рф,кПа |
1700 |
1232 |
814 |
568 |
400 |
300 |
200 |
100 |
80 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
5 |
Таблица 1.1 и рис.1.1 аппроксимируют известные формулы, характери-
з
ующие
зависимость давления от расстояния до
центра взрыва.
Рисунок 1.1 - Изменение значений ∆Рфв (кгс/см2) при взрыве пропанобутановых ГВС в зависимости от массы сжиженного газа Q (кг) и расстояния r (м)
Пример расчета
Произошел взрыв облака ГВС, образованного при разрушении резервуара с 106 кг сжиженного пропана.
Исходные данные: Q =106 кг; К = 0,6; mk = 44; С = 4,03%.
Определить давление ударной волны на расстоянии r = 200 м от центра взрыва.
Расчет
1.
м.
2.
.
3.
При
по
табл.1 Pф
= 350 кПа (3,5
кгс/см2).