2) Определим предельную устойчивость объекта к смещению ударной волной:
(кПа)3) Определим оценку устойчивости крана к опрокидыванию ударной волной при взрыве емкости с пропаном:
, гдеh – плечо смещающей силы.
(кН м)Рассчитаем стабилизирующий момент:
, гдеА – плечо силы веса.
(кН м)Сравнивая
и мы видим что > из чего можно сделать вывод что он опрокинется и разрушится, после чего эксплуатация крана и его деталей не возможна.Выводы: так как здания цехов находятся в ІІІ зоне с избыточным давлением (40,23 кПа), то оно получит полное разрушение. Восстановление элемента невозможно, но при необходимости на его месте можно построить новое.
Башенный кран находится в ІІІ зоне с избыточным давлением (50,4 кПа). Делаем вывод, что он упадет и поднять его будет невозможно. Кран можно будет порезать на металлолом, эксплуатация крана и его деталей не возможна.
Элемент оборудования | Характер разрушения | Момент опрокидывания | Момент устойчивости | ||||
Здания цехов | полное | ||||||
Башенный кран | среднее | 503,44 | 150,92 | 81,2 | 6,86 | 0,71 | 8,46 |
Задача 3. Решение
Зона химического заражения образованная сильнодействующими ядовитыми веществами (СДЯВ) включает место непосредственного разлива ядовитых веществ и территорию над которой распространяются пары ядовиты веществ поражающих концентраций. Размеры зоны химического заражения характеризуются глубиной распространения облака зараженного ядовитыми веществами с поражающими концентрациями Г, шириной Ш и площадью S.
На глубину распространения СДЯВ и на их концентрацию в воздухе значительно влияют вертикальные потоки воздуха. Их направления характеризуется степенью вертикальной устойчивости воздуха. Различают три степени вертикальной устойчивости атмосферы:
1. инверсию
2. изомерию
3. конверсию
В нашем случае вертикальная устойчивость атмосферы является изотермия – стабильное равновесие воздуха. Изотермия способствует длительному застою СДЯВ на местности.
1. Находим эквивалентное количество СДЯВ по первичному облаку:
,где k1 – коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ, k1 = 0,18;
k3 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы к пороговой дозе другого СДЯВ, k3 = 0,04;
k5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха, принимается равным для изотермии – 0,23;
k7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха - 1;
Q0 – количество выброшенного (разлившегося) при аварии СДЯВ.
Qпо =
(т).По вторичному облаку:
,где k2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ, k2 = 0,025;
k4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра, рассчитывается по формуле:
,где V – скорость ветра, м/с.
k4 = 1 + 0,33 (3 – 1) = 1,66;
k6 – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после аварии. Значение коэффициента определяется после расчета продолжительности испарения Т, которое определяется по формуле:
,где h – толщина слоя СДЯВ (при разливе – 0,05), м;
d – удельная масса СДЯВ (0,681), т/м3.
= 0,8 (ч.)Коэффициент k6 будет равен:
= 0,84. = 0,87 (т).Определим размеры зоны химического заражения.
Найдем глубины зон заражения: первичного облака (Гп.о.) и вторичного облака (Гв.о.) в зависимости от эквивалентного количества вещества и скорости ветра.
Тогда глубина зон заражения первичного облака составит:
Гп.о. = 0,68 +
= 0,96 (км).Глубина зоны вторичного облака заражения составит:
Гв.о. = 1,53+
= 2,32 (км).Полная глубина зоны заражения обуславливается воздействием первичного и вторичного облака СДЯВ, определяется:
Г =
.Г = 2,32 + 0,5*0,96 = 2,8 (км).
Объект расположен на расстоянии 3 км от места разлива аммиака, следовательно, он окажется в зоне заражения.
2. Определение площади зоны заражения.
Площадь зоны заражения первичным (вторичным) облаком СДЯВ определяется по формуле:
,где Sв – площадь зоны возможного заражения СДЯВ, км2;
φ – угловые размеры зоны возможного заражения, град; зависит от скорости ветра.
Для определения необходимо знать скорость ветра: при скорости ветра 3 м/с φ = 45º. Тогда площадь зон возможного заражения составляет для первичного облака:
45 = 0,36 (км2);для вторичного облака:
45 = 2,1 (км2).
Площадь зоны фактического заражения, Sф. (км), рассчитывается по формуле:
,где k8 – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, при изотермии принимается 0,133;
N – время, прошедшее после аварии, час., рассчитывается по формуле:
N = Г/V,
где Г – полная глубина зоны заражения, км;
V – скорость переноса зараженного воздуха, км/час (V = 18 км/час).
Тогда N = 2,8 / 18 = 0,16 (час.).
Sф =
0,38 (км2).4. Определение возможных потерь в очаге химического поражения.
Возможные потери в очаге химического поражения от СДЯВ зависят от условий расположения людей и обеспечения их противогазами.
Возможные потери рабочих, служащих и населения от СДЯВ в очаге поражения составят 14 % (учитывая, что обеспеченность противогазами составляет 80%) от численности рабочих и служащих объекта:
170 * 0,14 = 24 (чел.).
Ориентировочная структура потерь людей в очаге поражения составит:
легкой степени (25%) = 6 (чел.);
средней и тяжелой (40%) = 10 (чел.);
со смертельным исходом (35%) = 8 (чел.).
Таблица 3.4
Результаты оценки химической обстановки
Источники заражения | Разрушение емкости |
Тип СДЯВ | аммиак |
Количество СДЯВ, т | 100 |
Глубина зоны заражения, км | 2,8 |
Площадь зоны заражения, км | 0,38 |
Время начала заражения, час. | 0,16 |
Продолжительность действия, час. | 0,8 |
Потери, % | 14 |
Выводы:а) в случае разрушения емкости с 100 таммиака на железнодорожной станции при заданных метеоусловиях объект может оказаться в зоне химического заражения и может попасть в зону химического заражения через 0,16 ч. На территории этого объекта могут возникнуть очагхимического поражения, потери личного состава в котором могут достигать 14%.
б) учитывая, что кроме железнодорожной станции вокруг рассматриваемого объекта могут находится и другие химически опасные объекты, необходимо предусмотреть мероприятия по защите рабочих и служащих.
Такими мероприятиями могут быть:
- организация системы оповещения населения;