РАСЧЕТ НАГРУЗОК, СОЗДАВАЕМЫХ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Нагрузки, создаваемые ударной волной в результате взрыва ёмкостей со сжатым газом, взрыва газовоздушной смеси, воздушного и наземного ядерных взрывов, приводят к разрушениям зданий, сооружений, оборудования, установок и т.д.

В результате разрушения объектов возникают чрезвычайные ситуации с соответствующими степенями разрушения, опрокидывания и смещения оборудования и установок.

Для принятия решений по проведению восстановительных работ на объектах, подвергшихся разрушению, необходимо произвести оценку степени разрушения.

2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ.

1 Выбрать вариант по таблице.

2. Ознакомиться с методикой расчета .

3 Выполнить расчет в соответствии с выбранным вариантом.

4. Сделать вывод.

5. Подписать отчет и сдать преподавателю.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

1 ВЗРЫВ ЁМКОСТИ СО СЖАТЫМ ГАЗОМ.

1.1 Тротиловый эквивалент, кТ,

q = А / 3,8 ,

где А – работа взрыва (работа газа при адиабатическом расширении), МДж.

A = (p ₁V) [1- (p ₂ /p ₁) ^{(m -1) / m}] / m –1

где p ₁- начальное давление в сосуде, МПа;

V – начальный объём газа, м ³;

p ₂- конечное давление, МПа;

p ₂= 0,1 p _1;

m – показатель адиабаты;

m = 1,4.

1.2. Безопасное расстояние, м, от взрыва для человека

R _min= 16 q ^{1/ 3}

1.3. Безопасное расстояние, м, от взрыва для жилой застройки

R _min= 5 q ^{1/ 2}.

2 ВЗРЫВ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ

.Избыточное давление при взрыве газовоздушной смеси, кПа,

P _изб= m H _тp_o Z / Vп с p T _oR _н,

где m – масса горючего газа, кг;

H _т_{– теплота сгорания, кДж/кг;}

H _т= 40 *10 ³кДж/кг;

p_o – начальное давление, кПа; p_o =101кПа,

Z – доля участия взвешанного дисперсного продукта при взрыве; Z = 0,5;

Vп – объём помещения, м ³;

с – теплоёмкость воздуха, кДж/кг; с = 1,01 кДж/кг;

p – плотность воздуха, кг/м ³; p = 1,29 кг/м ³;

T _o– температура в помещении, К; То = 300К;

R _н– коэффициент негерметичности помещения; R _н= 3.

3 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ И ВЗРЫВ ЁМКОСТИ.

Избыточное давление, кПа, во фронте ударной волны наземного и воздушного ядерного взрыва, а также при взрыве ёмкости со сжатым газом определяется по формуле:

P_изб = 105 * ³Ö 0.5q / R + 410 * ³Ö (0.5q) ²/ R ²+ 1370 * 0.5 / R ³,

где R – расстояние от центра взрыва, м.

4 СТЕПЕНЬ РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТА ВОЗДЕЙСТВИЯ.

Степень разрушения объекта воздействия ( здания, сооружения и т.д.) оценивают по критерию физической устойчивости (сильное, среднее, слабое), а объекты воздействия (оборудование, установки и т.д.) – по критерию опрокидывания и смещения.

4.1. Если под воздействием ударной волны с избыточным давлением элементы производственного комплекса разрушаются полностью, разрушение оценивается как сильное; если элементы производственного комплекса в этих условиях могут быть восстановлены в короткие сроки, разрушение оценивается как среднее или слабое. Степень разрушения производственных комплексов в зависимости от избыточного давления может быть оценена следующим образом:

Для промышленного здания с металлическим или железобетонным каркасом: при избыточном давлении 50…60 к Па – сильное, 40…50 кПа – среднее, 20…40 кПа – слабое;

Для кирпичного многоэтажного здания с остеклением: при избыточном давлении 20…30 кПа – сильное, 10…20 кПа среднее, 8…10 кПа – слабое;

Для кирпичного одно- и двухэтажного здания с остеклением: при избыточном давлении 25…35 кПа – сильное, 15…25 кПа – среднее, 8…15 кПа – слабое;

4.2. Степень опрокидывания и смещения антенного устройства или приборной стойки.

Скоростной напор взрыва, кПа,

Рск = 2,5 р_изб ²/ (р _изб+ 7р _о),

где р _о– начальное атмосферное давление, кПа.

4.3. Допустимый скоростной напор взрыва, кПа, при опрокидывании антенного устройства или приборной стойки определяется по формуле:

P _ск^опр> (а / b ) [ G / CxS],

Где a и b – высота и ширина объекта, м;

G – масса объекта, кг;

Cx – коэффициент аэродинамического сопротивления;

S – площадь поперечного сечения приборной стойки, м ².

Если скоростной напор взрыва больше допустимого при опрокидывании, то антенное устройство или приборная стойка опрокинется.

4.4. Допустимый скоростной напор взрыва при смещении антенного устройства или приборной стойки определяется по формуле:

P ^см_ск > (f G) / (CxS),

где f – коэффициент трения.

Если скоростной напор взрыва больше допустимого при смещении, то антенное устройство или приборная стойка сместится.

ЛИТЕРАТУРА

· Безопасность жизнедеятельности /С.В.Белов, В.А.Девисилов, А.Ф.Козьяков и др.,; Под общ. Ред.С.В.Белова. – М.: Высшая школа, НМЦ СПО,2000.-343с.

· В.Г.Атаманюк, Л.Г.Ширшев, Н.И.Акимов Гражданская оборона. – М.: Высшая школа, 1986. – 207с.

ТАБЛИЦА П 6.1

Варианты заданий к практической работе

«Расчет нагрузок, создаваемых ударной волной»

Вариант Источник разруше ния Нач.давл, МПа или тротиловый эквивалент, Мт Объем ёмкости, м ³ Объект воздействия Расстояние от центра взрыва,м Высота и ширина объекта, м Площадь попереч. сечения объекта, м ² Масса Объекта, кг F, коэффици трения коэфф.аэродин сопротивления Сх

Ёмкость со сжатым газом 0,5 Многоэтажн кирпичное здание с остеклением - - - - -

Наземный ядерный взрыв - Приборная стойка, Двухэтажное кирп. здание с остеклен. 1,4х0,5 - 0,28 - - 0,5 - 0,85 -

Ёмкость со сжатым газом 0,05 Складское кирп. здание, Антенна - 1,5х1,5 - 1,8 - - 0,16 - 1,6

Вариант Источник разруше ния Нач.давл, МПа или тротиловый эквивалент, Мт Объем ёмкости, м ³ Объект воздействия Расстояние от центра взрыва,м Высота и ширина объекта, м Площадь попереч. сечения объекта, м ² Масса Объекта, кг F, коэффици трения коэфф.аэродин сопротивления Сх

Воздушный ядерный взрыв - Многоэтажн. кирп. здание с остекл Приборная стойка - 2х0,5 - 0,4 - - 0,4 - 0,85

Ёмкость со сжатым газом Двухэтажн. кирпич. здание с остеклением Приборная стойка - 1,5х0,3 - 0,3 - - 0,3 - 0,85

Воздушный ядерный взрыв 0,01 - Многоэтажн. кирп. здание с остеклен Приборная стойка - 0,5х0,3 - 0,01 - - 0,4 - 0,85

Воздушный ядерный взрыв 0,1 - Пром. здание с металлич и ж/б каркасом Приборная стойка. - 0,5х0,3 - 0,1 - - 0,3 - 0,85

Ёмкость со сжатым газом 0,05 Кирпичная стена многоэтажн дома с остеклением. Приборная стойка. - 0,9х0,4 - 0,18 - - 0,5 - 0,9

Наземный ядерный взрыв - Многоэтажн. кирп. здание с остеклен Приборная стойка - 1,4х0,5 - 0,4 - - 0,4 - 0,9

Ёмкость со сжатым газом 0,5 Многоэтажн. кирп. здание с остеклен Приборная стойка - 0,9х0,6 - 0,18 - - 0,3 - 0,85

Воздушный ядерный взрыв 0,5 - Кирпичная стена многоэтажн дома с остеклением. Приборная стойка. - 0,9х0,4 - 0,18 - - 0,5 - 0,9

Наземный ядерный взрыв - Многоэтажн. кирп. здание с остеклен Приборная стойка - 0,9х0,6 - 0,18 - - 0,5 - 0,85

Взрыв газовоздушной смеси 10кг горючего вещества Пром. здание с металлич и ж/б каркасом Приборная стойка. - 0,9х0,3 - 0,18 - - 0,5 - 0,85

Воздушный ядерный взрыв 0,1 - Пром. здание с ж/б каркасом Приборная стойка. - 0,9х0,3 - 0,18 - - - - 0,5

Ёмкость со сжатым газом 0,8 Одноэтажн кирпич здание с остеклен. Антенна. - 0,5х0,4 - 0,1 - - 0,9 - 0,4

Наземный ядерный взрыв 0,01 - Одноэтажн кирпич здание с остеклен. Антенна. - 0,5х0,4 - 0,1 - - 0,9 - 0,4

Ёмкость со сжатым газом Многоэтажн. кирп. здание с остеклен Приборная стойка - 0,9х0,4 - 0,18 - - 0,6 - 0,4

Ёмкость со сжатым газом Многоэтажн. кирп. здание с остеклен Приборная стойка - 0,5х0,3 - 0,1 - - 0,85 - 0,4

Воздушный ядерный взрыв 0,01 - Многоэтажн. кирп. здание с остеклен Приборная стойка - 0,9х0,4 - 0,18 - - 0,6 - 0,4

Ёмкость со сжатым газом Одноэтажн кирпич здание с остеклен Приборная стойка - 1,6х0,4 - 0,3 - - 1,2 - 0,5

наземный ядерный взрыв 0,01 - Многоэтажн. кирп. здание с остеклен Приборная стойка - 0,5х0,3 - 0,1 - - 0,4 - 0,85

Вариант Источник разруше ния Нач.давл, МПа или тротиловый эквивалент, Мт Объем ёмкости, м ³ Объект воздействия Расстояние от центра взрыва,м Высота и ширина объекта, м Площадь попереч. сечения объекта, м ² Масса Объекта, кг F, коэффици трения коэфф.аэродин сопротивления Сх

Наземный ядерный взрыв 0,1 - Пром. здание с металлич и ж/б каркасом Приборная стойка. - 0,5х0,3 - 0,1 - - 0,85 - 0,4

Взрыв газовоздушной смеси 50кг горючего вещества Одноэтажн кирпич здание с остеклен Приборная стойка - 1,4х0,2 - 0,2 - - 0,85 - 0,4

Наземный ядерный взрыв 0,5 - Одноэтажн кирпич здание с остеклен Приборная стойка - 1,4х0,2 - 0,2 - - 0,85 - 0,4

Взрыв газовоздушной смеси 10кг горючего вещества Пром. здание с металлич и ж/б каркасом Приборная стойка. - 0,9х0,3 - 0,18 - - 0,5 - 0,85

Взрыв газовоздушной смеси 10кг горючего вещества Пром. здание с металлич и ж/б каркасом Приборная стойка. - 0,5х0,4 - 0,1 - - 0,85 - 0,3

Взрыв газовоздушной смеси 50кг горючего вещества Кирпичная стена многоэтажн дома с остеклением. Приборная стойка. - 0,9х0,4 - 0,18 - - 0,9 - 0,5

Ёмкость со сжатым газом 0,4 Многоэтажн. кирп. здание с остеклен Приборная стойка - 1,6х0,6 - 0,32 - - 0,5 - 0,4

Наземный ядерный взрыв - Двухэтажн. кирпич. здание с остеклен. Антенная стойка с усилителем - 2х0,03 - 0,08 - - - - 0,85

Ёмкость со сжатым газом 0,05 Складское кирп. здание, Антенна - 1,6х1,6 - 0,32 - - 0,16 - 1,4

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №7
⇐ Назад
1
2
3
4
567
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Далее ⇒