Взрывы. Взрывоопасные среды и их характеристики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

Ростовский государственный строительный университет

Кафедра Пожарной безопасности и защиты в ЧС

Расчетно-графическая работа

по дисциплине "Безопасность жизнедеятельности в ЧС"

на тему "Взрывы. Взрывоопасные среды и их характеристики"

Ростов-на-Дону, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1 Теоретические основы взрывов и взрывоопасных сред

1.1 Взрывы и их классификация

1.2 Взрывоопасные среды и их характеристики

Глава 2 Практическая часть

2.1 Оценка химической обстановки на объектах экономического хозяйства

2.2 Расчёт устойчивости производственных, жилых и административных зданий к воздействию резкого повышения давления (ударной волны)

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

взрыв давление химический устойчивость

Созидательная деятельность человека направлена на получение энергии, ее накопление и последующее использование, при этом возможен случай неконтролируемого выхода энергии с переходом более высокого энергетического потенциала на низший уровень. Этот процесс обусловлен физико-химическими превращениями в веществе - потенциальном носителе энергии. При этом часть энергии способна реализоваться в виде взрывов. [4,61]

Актуальность темы. Взрывы, вызывающие тяжёлые аварии и человеческие жертвы, часто происходят на промышленных предприятиях. Взрываются котлы в котельных, газы, пары бензина и других компонентов на нефтеперегонных заводах, древесная пыль и лакокрасочные пары на деревообрабатывающих предприятиях, газовые конденсаты при утечке из газопроводов и т.д. [6,133]. Целью расчётно-графической работы является теоретическое изучение взрывов, взрывоопасных сред и их характеристик, а также закрепление полученных знаний на практических занятиях по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности в ЧС».

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

- рассмотреть сущность и виды взрывов;

- изучить взрывоопасные среды и дать им характеристику.

Для написания расчётно-графической работы в качестве теоретической базы применялись учебные пособия российских авторов, ГОСТ РФ и методические указания.

Расчетно-графическая работа состоит из введения; двух частей, имеющих пункты: теоретической и практической; заключения и списка использованной литературы. В 1 части раскрывается суть теоретического вопроса, 2 часть - расчетная часть, предусматривающая решение 2-х задач в соответствии с вариантом.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗРЫВОВ И ВЗРЫВООПАСНЫХ СРЕД

1.1 ВЗРЫВЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Взрыв - это быстро протекающий процесс химического или физического превращения вещества, сопровождающийся освобождением большого количества энергии в ограниченном объёме, в результате которого образуется и распространяется ударная волна, способная создать угрозу жизни и здоровью людей, нанести ущерб экономике и окружающей среде, а также стать источником чрезвычайной ситуации.[3,221]

По своей сути взрывы подразделяются на: химические, физические и ядерные. (Рис.1)

Рисунок 1. Классификация взрывов

Большинство взрывов имеют химический характер, представляющий собой процесс горения, протекающий с огромной скоростью. Энергоносителями таких взрывов могут быть твёрдые, жидкие и газообразные вещества, а также аэрозоли и аэровзвеси горючих веществ в воздухе.

К взрывам, обусловленным физическими процессами, относятся взрывы сжатых газов и перегретого пара (авария на Чернобыльской АЭС).

Ядерный взрыв представляет собой процесс быстрого освобождения большого количества внутриядерной энергии в ограниченном объёме. Ядерные взрывы обладают наибольшим поражающим и разрушающим действием.

Причинами взрывов могут быть резкие воздействия (удар, сжатие), изменение температуры (искра), химическая реакция, ударная волна другого взрыва и т.д.[3, 222]

1.2 ВЗРЫВООПАСНЫЕ СРЕДЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Взрывоопасная среда - смесь с воздухом при атмосферных условиях горючих веществ в виде газа, пара, пыли, волокон или летучих частиц, в которой после воспламенения происходит самоподдерживающееся распространение пламени.[8.]

Взрывоопасная среда - химическая активная среда, находящаяся при таких условиях, когда может возникнуть взрыв.

Характеристика взрывоопасных сред: [2]
Характеристики горения:

Поскольку в данном контексте потенциальную опасность представляет не само горючее вещество, а его взаимодействие или смешивание с воздухом, то должны быть определены характеристики смеси горючего вещества с воздухом. Эти характеристики дают информацию о поведении вещества при горении и показывают, способно ли вещество спровоцировать горение или взрыв. Соответствующими характеристиками, например, являются:

a) температура вспышки;

б) концентрационные пределы диапазона воспламенения: нижний концентрационный предел воспламенений - НКПВ (LEL), верхний концентрационный предел воспламенения - ВКПВ (UEL);

в) предельная концентрация кислорода - ПКК (LOC).

Характеристики воспламенения:

Устойчивость взрывоопасной среды к воспламенению определяется такими характеристиками, как:

a) минимальная энергия воспламенения;

б) температура воспламенения взрывоопасной среды;

в) минимальная температура воспламенения слоя пыли.

Характеристики взрыва:

Взрывоопасная среда после воспламенения характеризуется такими характеристиками, как:

a) максимальное давление взрыва (рmах);

б) максимальная скорость нарастания давления взрыва [(dp/dt)max];

в) безопасный экспериментальный максимальный зазор БЭМЗ (MESG).

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ НА ОБЪЕКТАХ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Дано:

На объекте в результате взрыва произошло разрушение обвалованной емкости, содержащей 10 т. Метеоусловия: скорость ветра 2,5 м/с, температурный градиент +1.0, рабочие и служащие объекта обеспечены противогазами на 100%. Определить: 1) размеры и площадь зоны химического заражения; 2) возможные потери людей на объекте и их структура; 3) время поражающего действия СДЯВ.

Решение:

Определение размеров и площади зоны химического заражения:

По графику (рис. 4) определяем, что при указанных метеоусловиях степень вертикальной устойчивости воздуха - конвекция.

По приложению 5 (графа 5) для 10т сернистого ангидрида находим глубину распространения ЗВ при ветре 1 м/с: она равна 0,08 км. По приложению 6 определяем поправочный коэффициент для скорости ветра 2,5 м/с - он равен 0,7 км. Глубина распространения облака равна: 0,08 * 0,7 = 0,06 км ( примерно 0,1 км).

По условиям задачи емкость обвалована. В соответствие с примечанием пункт 2 и приложению 5 глубину распространения уменьшаем в 1,5 раза, следовательно, искомая глубина будет соответствовать: Г = 0,06 : 1,5 = 0,04 км.

Определяем ширину зоны химического заражения: Ш = 0,8Г = 0,8 * 0,04 = 0,032 км.

Площадь зоны заражения определяем по приложению 7: при глубине 0,1 км она составит 0,4 км.

2. Определение возможных потерь людей на объекте и их структура:

1) Наносим на план объекта зону химического заражения и определяем, что в очаге поражения находится три цеха с численностью рабочих и служащих 750 человек.

2) По приложению 15 (графа 11) определяем потери: Р = 750 * 0,04 = 30 человек.

3) В соответствие с примечанием к приложению 15 структура потерь рабочих и служащих на объекте будет:

- со смертельным исходом - 30 * 0,35 = 11 человек;

- средней и тяжелой степенью - 30 * 0,4 = 12 человек;

- легкой степени - 30 * 0,25 = 7 человек.

Это при том, что рабочие и служащие объекта обеспечены противогазами на 100%.

3. Определение времени поражающего действия СДЯВ:

В приложении 13 находим, что время поражающего действия сернистого ангидрида ( при испарении) при скорости ветра 1 м/с равен 20 часов, а при скорости ветра 2,5 м/с оно равно 20 * 2,5 = 50 часов.

Ответ: Г = 0,04 км; Ш = 0,032 км; S = 0,4 км; Т= 50 ч.

Потери: со смертельным исходом = 11 человек; средней и тяжелой степени = 12 человек; легкой степени = 7 человек.

2.2 РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ, ЖИЛЫХ И АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ К ВОЗДЕЙСТВИЮ РЕЗКОГО ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ( УДАРНОЙ ВОЛНЫ)

Дано:

Тип здания - производственное здание;

Конструктивная схема - каркасное;

Вид материала - ж/б < 0,03;

Учет сейсмичности - нет;

Высота здания, м - 10;

Грузоподъёмность крана, т - 10;

Степень проёмности, % - 60.

Решение:

?Р = 0,14 Kn * Ki

Ki = Kк * Kм * Kc * Kв * Kкр * Kпр

Ki = 2 * 2 * 1 * 1,05 * 1,3 * 0,8 = 4,4

Kк = 2; Kм = 2; Kс = 1; Ккр = 1,05; Кпр = 1,3

Ккр = 1 + 4,65 * 10^-3 * Q

Ккр = 1 + 4,65 * 10^-3 * 10 = 1,05

Кв = Hзд. - 2/ 3[1 + 0,43( Hзд. - 5)]

Кв = 10 - 2/ 3 [1 + 0,43 (10 - 5)] = 8/9,45 = 0,8

Полные: ?P = 0,14 * 1 * 4,4 = 0,616 кг/см²

Сильные: ?P = 0,14 * 0,87 *4,4 = 0,536 кг/см²

Средние: ?P = 0,14 * 0,56 * 4,4 = 0,345 кг/см²

Слабые: ?P = 0,14 * 0,35 * 4,4 = 0,216 кг/см²

Ответ: полные - 0,616 кг/см²; сильные - 0,536 кг/см²; средние - 0,345 кг/см²; слабые - 0,216 кг/см² .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итог работы, следует сделать следующие выводы.

Взрыв - это быстро протекающий процесс химического или физического превращения вещества, сопровождающийся освобождением большого количества энергии в ограниченном объёме, в результате которого образуется и распространяется ударная волна, способная создать угрозу жизни и здоровью людей, нанести ущерб экономике и окружающей среде, а также стать источником чрезвычайной ситуации. Взрывы подразделяются на: химические, физические и ядерные.

Взрывоопасная среда - смесь с воздухом при атмосферных условиях горючих веществ в виде газа, пара, пыли, волокон или летучих частиц, в которой после воспламенения происходит самоподдерживающееся распространение пламени. Характеристика взрывоопасных сред:
горение, воспламенение и взрыв.

При оценке химической обстановки на объектах экономического хозяйства было определено, что размеры и площади зоны химического заражения составляют: Г = 0,04 км; Ш = 0,032 км; S = 0,4 км, а время поражающего действия СДЯВ составляет Т= 50 ч. Также были определены возможные потери людей на объекте и их структура: со смертельным исходом = 11 человек; средней и тяжелой степени = 12 человек; легкой степени = 7 человек.

При расчёте устойчивости производственных, жилых и административных зданий к воздействию резкого повышения давления (ударной волны) были определены полные, сильные, средние, слабые разрушения, равные: полные - 0,616 кг/см²; сильные - 0,536 кг/см²; средние - 0,345 кг/см²; слабые - 0,216 кг/см².

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Акимов В.А., Воробьев Ю.Л., Фалеев М.И. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера: учебное пособие. М.: Высш. Шк., 2006.

ГОСТ Р ЕН 1127-1-2009. Взрывоопасные среды.

Емельянов В.М., Коханов В.Н., Некрасов П.А.Защита населения и

территорий в чрезвычайных ситуациях /под ред. В.В.Тарасова. М.:Академический Проект: Трикста, 2004.

Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях /под ред.

М.И. Фалеева. Калуга: ГУП «Облиздат», 2001.

Методические указания по выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности в ЧС». ? Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2013. ? 26 с.

Михайлов Л.А., Соломин В.П., Михайлов А.Л., Старостенко А.В. Безопасность жизнедеятельности: учебник. СПб.: Питер, 2006.

Мастрюков Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. М.:

Издательский центр «Академия», 2004.

Постановление правительства № 86 от 24 февраля 2010г - Технический регламент о безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах.

Размещено на Allbest.ru