На одной из нефтебаз в результате халатности обслуживающего персонала произошел перелив метана через край резервуара при сливе его у железнодорожных цистерн. Площадь пролива метана составила F = 1962,2м². Теплая погода (температура воздуха 30°С) способствовала испарению бензина и загазованности территории. Определить интенсивность теплового излучения и вероятность поражения человека на расстоянии r = 135м от геометрического центра пролива метана.

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8988

На одной из нефтебаз в результате халатности обслуживающего персонала произошел перелив метана через край резервуара при сливе его у железнодорожных цистерн. Площадь пролива метана составила F = 1962,2м². Теплая погода (температура воздуха 30°С) способствовала испарению бензина и загазованности территории.

Определить интенсивность теплового излучения и вероятность поражения человека на расстоянии r = 135м от геометрического центра пролива метана.

Решение:

1. Определим эффективный диаметр пролива, м,

d =,

d = = 50м,

2. Плотность окружающего воздуха при температуре 30°С

ρв = 1,165кг/м³ (справочные данные).

3. Рассчитаем высоту пламени, м,

H =

Где m – удельная массовая скорость выгорания бензина, кг/м².с = 0,06

H = = 61,9м.

-4


4. Найдем коэффициент пропускания атмосферы

-4


τ = exp[-7,0 × 10 × (r – 0,5 × d)]

τ = exp[-7,0 × 10 × (135 – 0,5 × 50)] = 0,92.

5. Определим фактор облученности для вертикальной пластинки

FV =

где коэффициенты А, В, S и h соответственно равны

h = 2 × H / d h = 2 × 61,9 / 50 = 2,48

S = 2 × r / d S = 2 × 135 / 50 = 5,4

A = (h² + S² + 1)/(2 × S) A = (8,48² + 5,4² + 1)/(2 × 5,4) = 3,5

B = (1+S²)/(2×S) B = (1+5,4²)/(2×5,4) = 2,8

FV =

=-0,024

6. Определим фактор облученности для горизонтальной площадки

=-0,041

7. Угловой коэффициент облученности будет равен

8. Найдем интенсивность теплового излучения, кВт/м²,

,

где =120кВт/м² - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени для бензина

кВт/м².

9. Определим эффективное время экспориции, с

,

где =5с – характерное время обнаружения пожара,

V=5м/c – скорость движения человека

с.

10. Найдем функцию

11. По табл. 20, прил. 2 в зависимости от функции Рt определяеи, что вероятности поражения человека в рассматриваемой ситуации нет.

На участке длиной 70 м, шириной 30 м и высотой 16 м в результате аварии произошла разгерметизация баллона с бутаном и в атмосферу поступило 20м³ бутана (С4Н10).

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8987

На участке длиной 70 м, шириной 30 м и высотой 16 м в результате аварии произошла разгерметизация баллона с бутаном и в атмосферу поступило 20м³ бутана (С4Н10).

Требуется определить:

1 давление взрыва паровоздушной смеси

2 категорию пожароустойчивости

3 категорию взрывоопастности технологического блока.



Решение:

Принимаем:
Рmax= 843кПа, Р0=101кПа, z=0,5, ρн.г = 2,41кг/м², Нт=44,17МДж/кг, Кн= 3.

Масса поступившего газа, кг,
m = V × ρн.г.

m = 20 × 2,41 = 48,2 кг.

3. Стехнометрическая концентрация, %

Сст = 100 ∕ (1 + 4,84 × β)

Сст = 100 ∕ (1 + 4,84 × 6,5) = 3%

где β – стехнометрический коэффициент кислорода в реакции горения; nс, nн, nо, nх – число атомов углерода, водорода, кислорода и галоидов в молекуле горючего

β = ,

β = = 0,5

4. Свободный объем помещения, м³,

Vсв = 0,8 × V

Vсв = 0,8 × 70 × 30 × 16 = 26880м³

5. Избыточное давление взрыва, кПа

∆Р =,

где Рмах – максимальное давление взрыва смеси в замкнутом объеме,

Р0 – давление воздуха до взрыва, кПа, допускается принимать 101кПа,

Z – коэффициент участия горючего во взрыве,

Нт – теплота сгорания, Дж / кг,

Vсв – свободный объем помещения, за вычетом объема, занимаемого оборудованием (м³) допускается принимать условно равным 80% геометрического объема помещения,

Ρнг – плотность пара или газа, кг / м³,

Кн – коэффициент учитывающий негерметичность помещения и неадиаботичность процесса, допускается принимать равным 3,

Сст – стехиометрическая концентрация горючего в воздухе, % по объему,

∆Р = = 3 кПа

так как давление взрыва меньше 5кПа, помещение не относится к категории А, рассматриваемый участок не может быть отнесен к категории Б, так как в помещении этой категории обращаются взрывоопасные волокна, пыли и ЛЖВ с температурой вспышки паров более 28°С.

Чтобы проверить отнесение участка к категории В, определим пожарную нагрузку на 1м² площади помещения, МДж / м²:

q = Q / S,

где Q – общая пожарная нагрузка материалов, МДж;

S – площадь размещения пожарной нагрузки, не менее 10м².

q = 2128,99 / 10 = 212,899 МДж / м²

где Q = m × Hт, Q = 48,2 × 44,17 = 2128,99МДж

Поскольку q находиться в пределах от 181 до 1400 МДж / м², то участок относится к категории В3 – пожароопасный.

6. Тротиловый эквивалент, кг

mтр =

mтр = = 462,8кг

7. Энергетический баланс блока

Qб =

Qб = = 0,78

Вывод: поскольку mтр < 2000 и Qб < 27, блок относится к 3 категории взрывоопасности.

Оценить устойчивость работы энергоблока ГРЭС к воздействию электромагнитного импульса. ГРЭС расположена на расстоянии R = 4,4 км от вероятностного центра взрыва. Ожидаемая мощность ядерного боеприпаса q = 200 кг, взрыв наземный

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8986

Оценить устойчивость работы энергоблока ГРЭС к воздействию электромагнитного импульса. ГРЭС расположена на расстоянии R = 4,4 км от вероятностного центра взрыва. Ожидаемая мощность ядерного боеприпаса q = 200 кг, взрыв наземный.

Элементы системы:

Питание электродвигателей энергоблока (запитаны от распредустройства собственных нужд) напряжением 380 В и 6000 В по поземным неэкранированным кабелям длиной l = 100 м. кабели имеют вертикальное отклонение к электродвигателям высотой 1,5 м. допустимые колебания напряжения ±5%, коэффициент экранирования кабелей η = 2.
Система автоматического управления энергоблоком состоит из устройства ввода, ЭВМ, блока управления исполнительными органами, разводящей сети управления исполнительными агрегатами.
Устройства ввода, ЭВМ, блока управления выполнены на микросхемах, имеющих токопроводящие элементы высотой 0,05 м. рабочее напряжение микросхем 5 В. Питание – от общей сети напряжением 220 В через трансформатор.
Допустимые колебания напряжения ±5%. Разводящая сеть управления имеет горизонтальную линию l = 50 м и вертикальные ответвления высотой 2 м к блокам управления. Рабочее напряжение 220 В. Допустимые колебания напряжения ±5%. Коэффициент экранирования разводящей сети η = 2.
Решение:

Рассчитаем ожидаемые на ГРЭС максимальные значения вертикальной Ев и горизонтальной Ег составляющих напряженности электрического поля, В/м,
Ев =,

Ев = = 1950 B/м,

Ег =,

Ег = = 3,9 В/м.

Где R – расстояние от эпицентра взрыва до объекта, км;

q – мощность ядерного боеприпаса, кг.

2.Определим максимальные ожидаемые напряжения наводок, В,

в кабелях, питающих электродвигатели.
Uв =,

Uг =,

Где l – расстояние по горизонтали или по вертикали, м;

η – коэффициент экранирования кабелей.

Uв = = 2.9 В,

Uг = = 1462.5 В,

для разводящей сети управления
Uв = = 1950 В,

Uг = = 195 В,

в устройстве ввода, ЭВМ, блока управления
Uв = = 48.75 В.

3. Определим допустимые максимальные напряжения сети UA, B,

в кабелях, питающих электродвигателей
UA = U + U × (±8%)

UA1 = 380 + 380 × 8 / 100 = 410.4B

UA2 = 6000 + 6000 × 8 / 100 = 6480B

для разводящей сети управления
UA3 = 220 + 220 × 8 / 100 = 237.6 B

в устройстве ввода, ЭВМ, блока управления
UA4 = 5 + 5 × 8 / 100 = 5.4B

4. Рассчитаем коэффициент безопасности для каждого элемента системы, дБ,

в кабелях, питающих электродвигатели
K = < 40дБ

K = = -13.4 < 40дБ

K = = 10 < 40дБ

для разводящей сети управления
K = = -18 < 40дБ

в устройстве ввода, ЭВМ, блока управления
K = = -17,2 < 40дБ

5. Полученные данные сведем в таблицу 2

Таблица 2

Результаты оценки устойчивости энергоблока ГРЭС и воздействию ЭМИ

Элементы системы

Допустимые напряжения сети UA, B

Напряженность электрических полей, В/м

Наводимые напряжения в токопроводящий элементах, В

Результаты воздействия

Ев

Ег

Uв

Uг

Электроснабжение электродвигателей

Устройство ввода, ЭВМ, блок питания

Разводящая сеть управления

410,4

6480





5,4







237,6

1950

1950





3,9







1950

3,9

3,9





3,9







3,9

1950

195





48,75







1950

3,9

3,9





-







195

Может выйти из строя



Может выйти из строя



Может выйти из строя

Примечание: результаты воздействия – возможен выход из строя от вертикальной составляющей электрического поля.

6. Вывод: 1 наиболее уязвимые элементы энергоблока – устройства ввода, ЭВМ, блок управления

2 энергоблок неустойчив к воздействию ЭМИ:

предложение по повышению устойчивости эенргоблока:

кабели питания электродвиготелей на 380В поместить в металлические трубы, на вводах к двигателям установить разрядники;
разводящую сеть управления и кабели ввода информации от датчиков проложить в стальных заземленных трубах;
устройство ввода, ЭВМ, блок управления разместить в металлических пассивных экранах с коэффициентом безопасности > 40дБ;
на вводах ЭВМ, блока управления установить быстродействующие отключающие электронные устройства.

Определить допустимое время начала преодоления на автобусе со скоростью 55 км/ч участка радиоактивного заражения протяженностью 50 км. Измеренные через 3,2 ч. После ядерного взрыва уровни радиации на маршруте движения составляли: 2,8 Р/ч; 4,5 Р/ч; 10 Р/ч; 15 Р/ч; 7 Р/ч; 5 Р/ч; 3,8 Р/ч. Доза облучения не должна превышать 1,8 Р/ч.

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8985

Определить допустимое время начала преодоления на автобусе со скоростью 55 км/ч участка радиоактивного заражения протяженностью 50 км. Измеренные через 3,2 ч. После ядерного взрыва уровни радиации на маршруте движения составляли: 2,8 Р/ч; 4,5 Р/ч; 10 Р/ч; 15 Р/ч; 7 Р/ч; 5 Р/ч; 3,8 Р/ч. Доза облучения не должна превышать 1,8 Р/ч.

Решение

1. Определим средний (условно постоянный) уровень радиации на маршруте через 3,2 часа, Р/ч.

Рср=,

где Р – измененные уровни радиации, Р/ч,

N – количество измерений.

Рср==6,87 Р/ч

2. Время движения облучения на маршруте, мин

Т=,

где R – протяженность участка радиоактивного заражения, км,

V – скорость движения объекта, км\\ч.

Т==0,9 ч (54 мин).

3. Возможная доза облучения на маршруте при движении через 3,2 ч, Р

Дз=,

где Косл – коэффициент ослабления радиации.

Дз==4,1 Р > 1,8 Р.

4. Приводим уровень радиации на Р1, Р/ч

Р1=,

где К1 – коэффициент пересчета уровня радиации на любое время суток.

Р1==10,7 Р/ч.

5. Возможная доза облучения на 1 ч, Р

Д1=,

Д1==6,42 Р.

6. Вычислим коэффициент пересчета уровня радиации (Кt),

Кt=,

Кt ==0,28.

7. tн=24 ч -54 мин = 23 ч 6 мин, т.е. после измеренных уровней радиации на 3,2ч. надо переждать 20ч. 4мин, чтобы уменьшилась радиация.

В результате аварии на объекте разрушилась необвалованная емкость, содержащая 50 т аммиака. Промышленный объект расположен в 300 м от места аварии. Местность открытая. Численность работающих на промышленном объекте 90 чел., противогазами обеспечены на 50%. Метеоусловия: ясный день, ветер юго-восточный 3 м/с. Оценить химическую обстановку и наметить меры по защите персонала объекта

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8984

В результате аварии на объекте разрушилась необвалованная емкость, содержащая 50 т аммиака. Промышленный объект расположен в 300 м от места аварии. Местность открытая. Численность работающих на промышленном объекте 90 чел., противогазами обеспечены на 50%. Метеоусловия: ясный день, ветер юго-восточный 3 м/с. Оценить химическую обстановку и наметить меры по защите персонала объекта.


Решение

1. Определим степень вертикальной устойчивости воздуха по
табл. 5, (прил. 2) – конвекция.
2. Определим глубину распространения зараженного воздуха с поражающей концентрацией, км ,

Г = 0,5×0,9=0,45 км,

где 0,5 – глубина распространения зараженного воздуха при скорости ветра 1 м/с (табл. 7,8,прил. 2);
0,9- поправочный коэффициент на ветер при конвекции (табл. 6,прил. 2)
Для обвалованных емкостей глубина распространения облака зараженного воздуха уменьшается в 1,5 раза.
3. Найдем ширину зоны химического заражения, км,
Ширина зоны химического заражения определяется так: Ш = 0,03×Г- при инверсии; Ш =0,15×Г – при изотермии; Ш = 0,08×Г – при конвекции.

Ш = 0,08×Г,
Ш = 0,08×0,45=0,036 км.

4. Площадь зоны химического заражения, км2,

Sз = (1/2 )×Г×Ш,
Sз = 0,5×0,45×0,036= 0,0081 км2


5. Определим время подхода зараженного облака к промышленному объекту, мин,

t = R/W,

где R – расстояние от места разлива АХОВ до данного объекта, м;
W – средняя скорость переноса облака воздушным потоком, м/с (табл. 9, прил. 2).

T = 300/ 4,5×60 = 1,11 мин.

6. Вычислим время поражающего действия АХОВ, час,

tпор = 1,4×0,9 = 1,26ч,

где 1,4 – время испарения АХОВ (ч) при скорости ветра 1 м/с (табл. 10, прил. 2);
0,9- поправочный коэффициент на скорость ветра (табл. 6,прил. 2).
7. Определим площадь разлива АХОВ, м2,

S = B/0,05,

Где В – объем разлившейся жидкости, т;
0,05 – толщина слоя, м.

S = 50/0,05 = 1000м2.

8. Найдем возможные потери людей в очаге химического заражения (табл. 11,прил. 2).

Р = 152×0,9 = 137чел.

В соответствии с примечанием табл. 11 структура потерь рабочих и служащих на объекте будет:
со смертельным исходом - 137×0,35 = 48чел.
средней и тяжелой степени – 137×0,4 = 55чел.
легкой степени - 137×0,25 = 34чел.
Всего со смертельным исходом и потерявших способность 103 человека.
Результаты расчетов сводим в табл. 1

Таблица 1
Результаты химической обстановки


Источник
заражения Тип
АХОВ Количество
АХОВ, т Глубина
Заражения,
км Общая
площадь
зоны
заражения,
км2 Потери
от
АХОВ,
Чел
Разрушенная
емкость хлор 25 1,37 0,75 48

Произошёл взрыв баллона с кислородом. Рассчитать энергию взрыва баллона, тротиловый эквивалент, избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 48 метров от эпицентра взрыва и скоростной напор воздуха.

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8983

Произошёл взрыв баллона с кислородом. Рассчитать энергию взрыва баллона, тротиловый эквивалент, избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 48 метров от эпицентра взрыва и скоростной напор воздуха.

Решение

1. Определим энергию взрыва баллона, кДж,

где Р – давление в сосуде перед разрушением (определяется при испытаниях), принимается согласно таблице 4, приложения 2; Р=3 МПа;

Ро – атмосферное давление, Ро=101 кПа;

V – объём баллона, м3;

g - показатель адиабаты.

2. Определим тротиловый эквивалент, кг

3. Найдём избыточное давление во фронте ударной волны, кПа

Для свободно распространяющейся в атмосфере ударной волны воздушного взрыва :

Найдём скоростной напор воздуха, кПа
При взрыве баллона с кислородом объект окажется в зоне воздействия ударной волны с избыточным давлением 1,49 КПа

Объект не попадёт в зону разрушения. Ущерба от аварий нет. Поражения людей нет.

Определить избыточное давление, ожидаемое в районе при взрыве емкости, в которой содержится 106 т сжиженного бутан-пропана. Расстояние от емкости до района 250-1000 м. Сделать оценку характера разрушений объектов при взрыве газовоздушной среды; оценить возможную тяжесть поражения людей при взрыве газовоздушной.

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8982

Определить избыточное давление, ожидаемое в районе при взрыве емкости, в которой содержится 106 т сжиженного бутан-пропана. Расстояние от емкости до района 250-1000 м. Сделать оценку характера разрушений объектов при взрыве газовоздушной среды; оценить возможную тяжесть поражения людей при взрыве газовоздушной.

Решение

При газовоздушной смеси образуется очаг взрыва, ударная волна которого способна вызвать весьма большие разрушения на объекте. В наземном взрыве газовоздушной смеси принято выделять три полусферические зоны.

1. Определим радиус зоны детонационной волны, м,

r1=17.5,

r1=17.5=82,82 м.

2. Рассчитаем радиус зоны действия продуктов взрыва, м,

r2=1.7r1,

r2=1.782.82=140.79 м.

Сравнивая расстояние от центра взрыва до промышленного объекта (250 до 1000 м) с найденными радиусами зоны 1 (82,82 м) и зоны 2 (140,79м), делаем вывод, что промышленный объект находится за пределами этих зон, следовательно, может оказаться в зоне воздушной ударной волны (зона 3).

Чтобы определить избыточное давление на расстоянии 250-1000 м, используя расчетные формулы для зоны 3. Принимаем r3=250-1000 м.

3. Определим относительную величину Y:

Y1=0,24,

Y1=0,24=0,72.

Y2=0,24,

Y2=0,24=2,89.

4. Определим избыточное давление, кПа

при Y≤2 ∆P3=,

при Y<2 ∆P3=.

∆P3==93,95 кПа.

∆P3==9,69 кПа.

5. При взрыве емкости, в которой содержится 106 т сжиженного бутан-пропана, промышленный объект окажется в зоне воздействия воздушной ударной волны с избыточным давлением от 93,95 кПа до 9,69 кПа. В соответствии с табл. 1, 2 (прил. 2) делаем оценку степени разрушения: на расстоянии 250 м – полное разрушение, на расстоянии 1000 м – разрушений нет.

6. В соответствии с табл. 3 (прил. 2) степень разрушения основных объектов при величине ударной волны 93,95 кПа на расстоянии от 250 м будет полной. Ущерб от аварии 100-90 %. В данном случае возможны крайне тяжелые травмы людей, 50-60 % пораженных нуждаются в медицинской помощи.