Методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине (стр. 3 из 14)
Степени разрушений элементов объекта при различных избыточных давлениях ударной волны, кПа.
| Элементы объекта | Разрушение | |||
| Слабое | Среднее | Сильное | Полное | |
| Производственные здания | ||||
| Массивное промышленное здание | 20-30 | 30-40 | 40-50 | 50-70 |
| Здание с легким мет. каркасом | 10-20 | 20-30 | 30-50 | 50-70 |
| Здание со сборного железобетона | 10-20 | 20-30 | 30-60 | 60-80 |
| Здание с метал. каркасом крановым. оборуд. | 20-30 | 30-40 | 40-50 | 50-70 |
| Трехэтажное железобетон. здание | 10-20 | 20-35 | 35-45 | 45-60 |
| Складские кирпичные здания | 10-20 | 20-30 | 30-40 | 40-50 |
| Промышлен. здание с мет. каркасом | 10-20 | 20-30 | 30-40 | 40-50 |
| Одноэтажное здание с метал. каркасом | 5-7 | 7-10 | 10-15 | 15-20 |
| Кирпичное бескаркасное произв. здание | 10-20 | 20-35 | 35-45 | 45-60 |
| Бетонные и железобетонные здания | 25-35 | 35-80 | 80-120 | 120-200 |
| Административное многоэтажное здание | 20-30 | 30-40 | 40-50 | 50-60 |
| Кирпичное малоэтажные здания | 8-15 | 15-25 | 25-35 | 35-50 |
| Некоторые виды оборудования | ||||
| Трансформаторы от 100–1000 кВа | 20-30 | 30-50 | 50-60 | 60-80 |
| Стеллажи | 10-25 | 25-35 | 35-50 | 50-70 |
| Открытое распределит. устройство | 15-25 | 25-35 | 35-50 | 50-70 |
| Технологические трубопроводы | 20-30 | 30-40 | 40-50 | 50-60 |
| Аппаратура программного управления | 6-12 | 12-20 | 20-30 | 30-50 |
| Ленточный конвейер | 5-10 | 10-20 | 20-50 | 50-70 |
| Электродвигатели мощностью 2 кВт | 30-50 | 50-70 | 70-80 | 80-90 |
| Электродвигатели мощностью 10 кВт | 50-60 | 60-80 | 80-100 | 100-120 |
| Воздуховоды на метал. эстакадах | 20-30 | 30-40 | 40-50 | 50-60 |
| Контрольно-измерительная аппаратура | 5-10 | 10-20 | 20-30 | 30-50 |
| Краны и крановое оборудование | 20-30 | 30-50 | 50-70 | 70-80 |
| Станки тяжелые | 25-40 | 40-60 | 60-70 | 70-80 |
| Станки средние | 15-25 | 25-35 | 35-45 | 45-50 |
| Станки легкие | 6-12 | 12-15 | 15-25 | 25-30 |
| Промышленные роботы | 6-12 | 12-15 | 15-25 | 25-30 |
| Компьютерный класс | 6-12 | 12-15 | 15-25 | 25-30 |
| Подъемно-транспортное оборудование | 20-50 | 50-60 | 60-80 | 80-100 |
| Трансформаторы блочные | 30-40 | 50-60 | 60-70 | 70-80 |
| Коммунально-энергетические сети (КЭС) | ||||
| Кабельные наземные линии | 10-30 | 30-50 | 50-60 | 60-80 |
| Воздушные линии высокого напряжения | 25-30 | 30-50 | 50-70 | 70-80 |
| Водонапорные башни | 10-20 | 20-40 | 40-60 | 60-80 |
| Трубопроводы наземные | 20-30 | 30-50 | 50-100 | 100-130 |
| Трубопроводы на мет. эстакадах | 20-30 | 30-40 | 40-50 | 50-60 |
| Воздушные линии связи | 20-40 | 40-50 | 50-60 | 60-100 |
Задание 2
2. Оценка устойчивости работы промышленного оборудования в чрезвычайных ситуациях к воздействию ударной волны взрыва газовоздушной смеси.
Пример к заданию 2.
2.1. Исходные данные:
– емкость с углеводородным газом – Q = 8 т;
– трансформаторная подстанция удалена от возможной точки взрыва на расстояние r = 200 м;
– площадь трансформаторной подстанции – 20 м2;
– масса трансформатора m = 20000 кг;
– коэффициент аэродинамического сопротивления Сх = 1,6 (значения коэффициентов берутся из таблицы 2.3);
– коэффициент трения f = 0,2 (значения коэффициентов берутся из табл. 2.4);
– плечо силы веса а = 5 м;
– плечо смещающей силы h = 2 м.
2.2. Перечень решаемых задач.
1. Оценить возможность смещения, опрокидывания транспорта при воздействии ударной волны взрыва газовоздушной смеси.
2. Составить таблицу результатов при смещении трансформатора и при опрокидывании.
3. В выбранном масштабе вычертить схему зон очага взрыва газовоздушной смеси с указанием в ней положения трансформаторной подстанции.
2.3. Порядок расчета.
2.3.1. Определяем максимальное избыточное давление во фронте ударной волны взрыва.
1. Определяем положение трансформаторной подстанции в зонах очага взрыва путем сравнения расстояния от емкости с газом с радиусами зон очага взрыва (рис. 2.1).
2. Определяем радиус зоны детонационной волны по формуле:
35 м.3. Определяем радиус зоны действия продуктов взрыва по формуле:
rII = 1,7 · rI = 1,7 · 35 = 59,5 м.
Так как r > rI и r > rII, делаем заключение, что трансформаторная подстанция находится в зоне действия воздушной ударной волны rIII (III зона).
4. Рассчитываем относительную величину Ψ по формуле:
. 
Рис. 1.2. Зависимость радиуса внешней границы действия избыточного давления от
количества взрывоопасных ГВС
Рис. 2.1. Положение трансформаторной подстанции в очаге взрыва газовоздушной смеси:
I – зона детонационной волны rI,
II – зона действия продуктов взрыва радиусом rII,
III – зона воздушной ударной волны радиусом rIII.
5. Рассчитываем избыточное давление воздушной ударной волны для III зоны при Ψ < 2 по формуле:
кПа.
Если относительная величина Ψ ≥ 2, то избыточное давление для III зоны определяется по формуле:
кПа.2.3.2. Рассчитаем давление скоростного напора:
кПа.2.3.3. Рассчитаем смещающую силу:
Pсм = Cх · Smax · Pск,
где Pсм – смещающая сила, кН,
Cх – коэффициент аэродинамического сопротивления (см. табл. 2.3),
Smax – максимальная площадь трансформаторной подстанции, м2.
Pсм = 1,6 · 20 · 3,1 = 99,2 кН.
2.3.4. Находим силу трения по формуле (для незакрепленного трансформатора):
Fтр = m · g · f,
где Fтр – сила трения, кН,
m – масса, кг,
f – коэффициент трения (см. табл. 2.4),
g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с2.
Fтр = 20000 · 9,8 · 0,2 = 39,2 кН.
2.3.5. Определяем возможность смещения трансформатора, для чего должно выполняться следующее условие:
Рсм > Fтр.
В нашем примере Рсм = 99,2 кН > Fтр = 39,2кН.
2.3.6. Делаем заключение об устойчивости трансформатора к смещению:
Трансформатор при ожидаемом избыточном давлении 30,1 кПа – смещается.
2.3.7. Определяем максимальную величину скоростного напора, при котором смещение еще не произойдет:
кПа.