http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8990
Жизнедеятельность — это способ существования или повседневная деятельность человека. В процессе своей жизнедеятельности любой человек постоянно взаимодействует со средой обитания. Последняя – это окружающая человека среда в процессе его деятельности, обусловленная совокупностью физических, химических, биологических, психофизиологических и социально-экономических факторов, способных оказать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство. Основными средами обитания человека являются производственная среда, городская среда или среда населенных мест, бытовая или жилая среда и природная среда (ПС).
Оптимальное взаимодействие человека со средой обитания возможно, если будут обеспечены комфортность среды, минимизация негативных воздействий и устойчивое развитие системы “человек – среда обитания – машина – чрезвычайная ситуация”. Изучением элементов, составляющих эту систему, и явлений, происходящих в ней занимается безопасность жизнедеятельности (БЖД) – наука о комфортном и безопасном взаимодействии человека со средой обитания. Ее основная задача состоит в сохранении работоспособности и здоровья человека, выборе параметров состояния среды обитания и применении мер защиты от негативных факторов естественного и антропогенного происхождения. Основной целью изучения БЖД является приобретение теоретических знаний и практических навыков, необходимых для:
создания оптимального состояния среды обитания в зонах трудовой деятельности и отдыха человека;
идентификации (распознавание и количественная оценка) опасных и вредных факторов среды обитания естественного и антропогенного происхождения;
разработки и реализации мер защиты человека и среды обитания от негативных воздействий (опасностей);
проектирования и эксплуатации техники, технологических процессов и объектов народного хозяйства (ОНХ) в соответствии с требованиями по безопасности и экологичности;
обеспечения устойчивости функционирования ОНХ и ТС в штатных и чрезвычайных ситуациях;
прогнозирования развития и оценки последствий ЧС;
принятия решений по защите производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий и применения современных средств поражения, а также принятия мер по ликвидации их последствий.
В ходе курсовой работы мы проведем исследование методов и средств обеспечения БЖД работников механического цеха. Эта проблема представляется особенно актуальной и значимой для студентов специальности ЭС, как будущих инженеров-энергетиков, решивших связать свою профессиональную деятельность с конструированием и использованием ЭУ. В соответствующих разделах курсовой работы мы рассмотрим требования к рабочим помещениям цехов, особенности организации рабочего места (РМ) рабочего цеха, попытаемся выявить вредные и опасные факторы, влияющие на человека и окружающую среду в процессе работы в цехе, дадим рекомендации по борьбе с подобными факторами. Разработаем сеть зануления цеховых ЭУ и предложим возможный проект молниезащиты цеха. Ниже приведен пример расчета по данному варианту.
четверг, 28 декабря 2017 г.
Определить количество пострадавших среди персонала объекта в случае мгновенного разрушения резервуара с пропаном вместимостью 50т. Плотность размещения персонала на объекте: на открытой местности – 0,0005 чел/м²; в административном здании – 0,4 чел/м². Площадь: промышленного здания – 100м²; административного – 100м². Для упрощения расчета принимаем, что действие поражающих факторов источников ЧС не выходим за территорию объекта. Резервуар окружен технологическим оборудованием, размещенным с высокой плотностью. Расстояния от места аварий до промышленного здания – 700м, до административного здания – 1000м.
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8989
Определить количество пострадавших среди персонала объекта в случае мгновенного разрушения резервуара с пропаном вместимостью 50т.
Плотность размещения персонала на объекте: на открытой местности – 0,0005 чел/м²; в административном здании – 0,4 чел/м².
Площадь: промышленного здания – 100м²; административного – 100м². Для упрощения расчета принимаем, что действие поражающих факторов источников ЧС не выходим за территорию объекта.
Резервуар окружен технологическим оборудованием, размещенным с высокой плотностью. Расстояния от места аварий до промышленного здания – 700м, до административного здания – 1000м.
Решение:
1. Определим массу пропана, участвующего в реакции.
В данном случае произошло мгновенное разрушение резервуара, поэтому в реакции принимают участие 50т пропана (М), а при образовании огненного шара 60% массы газа (т), т.е. 30т (масса газа в облаке ТВС)
m = 0,6 × M
m = 0,6 × 50 = 30т.
2. Определим режим взрывного превращения облака ТВС.
Класс пространства окружающего место аварии – 2 класс.
Класс взрывоопасного вещества – 1 класс.
Вероятный режим взрывного превращения – 1 режим.
3. Определим радиусы зон разрушений.
Определяем вспомогательные коэффициенты (а) для различных степеней разрушений зданий. Например, для промышленных зданий при полной степени разрушения при 1 режиме взрывного превращений а = 1,71.
По шкале на рис. 3 определяем условную массу вещества (М ). Для этой цели на верхней шкале отмечаем деление, соответствующее массе этилена (50т) и проводим вниз до средней шкалы линию, М = 1,7.
Определяем условный радиус зоны полных разрушений.
На средней шкале (рис. 3) находим т. 2,254 и на нижней шкале, напротив помеченной точки, найдем радиус полных разрушений .
Радиусы зон разрушений и зоны расстекленения можно определить без помощи шкалы, изображенной на рис. 3.
,
где - радиус зоны разрушения (полной, сильной, средней, слабой) или зоны расстекленения, м;
М – масса топлива, участвующая в реакции, т;
а – вспомогательный коэффициент;
R – условный радиус зоны разрушения или расстекленения.
Размеры зон полных, сильных, средних и слабых разрушений для промышленных и административных зданий представлены в табл.3.
Таблица 3.
Тип
здания Степень разрушения и радиус зон, м.
Полные (1) Сильные (2) Средние (3) Слабые (4)
Промышленные 180 400 640 1180
Административные 280 500 800 1800
Радиус зоны расстекленения примерно равен 2500м.
Так как административное здание расположено на расстоянии 1000м, а промышленное – на расстоянии 700м, то они получат слабую степень разрушения (см. рис.4).
4. Определим число людей, пораженных воздушной ударной волной на открытой местности.
Радиусы зон поражения людей определяются с помощью вспомогательного коэффициента (а), шкалы на рис. 3, аналогично, как для определения радиусов зон разрушения.
Найдем число пострадавших людей в 6-ой зоне (Р м = 99%).
Радиус зоны, в которой погибнет 99% людей составляет R6м = 120м.
Площадь зоны
На рис. 4 зоны поражения людей от воздушной ударной волны отмечены пунктирными линиями.
Число погибших в шестой зоне
чел
где ρом – плотность персонала на открытой местности.
Число погибших, в пятой зоне Р5м = 90%.
Площадь зоны, в которой погибнет от 90% до 99% людей (в среднем 95%)
S5 = S5 – S6
Где S5 – суммарная площадь 5 и 6 зоны.
Радиус границы пятой зоны R5 = 135м, тогда
.
Число пострадавших в пятой зоне
Число пострадавших в четвертой зоне
Число пострадавших людей во 2 и 1 зонах не определяем т.к. в данных зонах их не будет.
Общее число погибших людей от воздушной ударной волны на открытой местности составит 13 человека.
5. Определим число погибших людей, находящихся в промышленных административных зданиях.
Промышленные и административные здания попали в зону слабых разрушений (четвертую), в остальных зонах зданий нет (рис. 4). Количество людей, находящихся в административном здании
,
где Sж – площадь административного здания, м²;
ρж – плотность персонала в административном здании.
Количество человек, находящихся в промышленном здании
где SП – площадь промышленного здания, м²;
ρП – плотность персонала в промышленном здании.
Вероятность выживания людей в зоне слабых разрушений (четвертой зоне) в административных зданиях Р4ж = 98%, в промышленных зданиях Р4п = 90%.
Число пострадавших людей в зданиях равно
Общее число погибших от воздушной ударной волны 15 человек.
6. Определим число людей, пораженных тепловым воздействием.
Параметры огненного шара: радиус огненного шара
;
время существования огненного шара
.
По таблицам определяем, что тепловой поток на поверхности огненного шара (Q0) составит 180кВт/м².
Площадь, покрываемая огненным шаром
.
Число погибших
.
Считаем, что вероятность гибели человека на площади, покрываемой огненным шаром = 100%.
Границы зон поражения людей от теплового потока на рис. 4 показаны сплошными линиями.
Число погибших людей, находившихся в зоне, где вероятность их гибели составляет более 95%.
По графику на рис. 5 определяем, что такой вероятности соответствует индекс дозы теплового излучения (J) 3,7×10³кВт/м².
Радиус зоны, где наблюдается данный тепловой индекс, равен
.
Площадь зоны, где вероятность гибели людей более 95%
.
Число пострадавших
где Р97,5 – средняя вероятность гибели людей в зоне (на границе зоны вероятность гибели 95%).
Число погибших людей, находящихся в зоне, где вероятность их гибели находится в пределах от 65 до 95% (среднее значение – 80%).
Индекс дозы теплового излучения для вероятности 65% составляет 1500 (см. рис. 5).
Радиус зоны, где наблюдается данный индекс дозы теплового излучения
.
Площадь зоны
.
Число пострадавших в данной зоне
.
Число погибших людей, находящихся в зоне, где вероятность их гибели составляет от 25 до 65% (среднее значение – 45%).
Индекс дозы для данной зоны J25 = 800, радиус Х25 = 252, площадь зоны S25 = 173400м².
Количество людей, погибших в данной зоне, 15 человек.
Число погибших людей в зоне, где вероятность их гибели составляет от 5 до25% (в среднем – 15%).
Параметры зоны: J5 = 500, X5 = 301, площадь зоны S5 = 258484м².
Количество людей, погибших в данной зоне, 7 человек.
Общее число пострадавших от теплового потока
.
7. Найдем общее количество людей, погибших на объекте в результате аварии.
Количество пострадавших в зонах совместного действия воздушной ударной силы и теплового излучения определяется на основе сложения вероятности гибели людей от двух поражающих факторов (на рис. 4 количество погибших людей в зонах действия поражающих факторов указано в окружности).
Количество погибших людей на площади, покрываемой огненным шаром и в зоне гибели людей от ударной волны с вероятностью 0,99.
В данной зоне ограниченной окружностью с радиусом 120м погибнет 100% персонала, т.е. 5 человек.
Количество погибших людей в 5-ой зоне действия ударной волны и в зоне теплового потока, где вероятность гибели составляет 97,5% определяется из выражения
,
.
Количество людей, погибших в 4-ой зоне действия ударной волны и в зоне теплового потока (97,5%)
.
Количество погибших в 3-ей зоне действия ударной волны в зоне теплового потока (97,5%)
Количество погибших в зоне действия теплового потока (вероятность гибели 97,5%)
.
Число пострадавших определяется только для части зоны, т.е. в зоне, ограниченной радиусами 202м (радиус зоны теплового потока) и 166м (радиус 3-ей зоны ударной волны).
В данной зоне воздействия теплового потока находится вторая и первая зоны действия воздушной ударной волны, но поскольку вероятность гибели людей во второй и в первой зоне действия ударной волны незначительная, то их не учитывают.
Количество погибших во всех зонах совместного действия воздушной ударной волны и теплового потока
.
Общее количество погибших в результате аварии на пожаровзрывоопасном объекте
.
Числом погибших от осколков резервуара пренебречь
Определить количество пострадавших среди персонала объекта в случае мгновенного разрушения резервуара с пропаном вместимостью 50т.
Плотность размещения персонала на объекте: на открытой местности – 0,0005 чел/м²; в административном здании – 0,4 чел/м².
Площадь: промышленного здания – 100м²; административного – 100м². Для упрощения расчета принимаем, что действие поражающих факторов источников ЧС не выходим за территорию объекта.
Резервуар окружен технологическим оборудованием, размещенным с высокой плотностью. Расстояния от места аварий до промышленного здания – 700м, до административного здания – 1000м.
Решение:
1. Определим массу пропана, участвующего в реакции.
В данном случае произошло мгновенное разрушение резервуара, поэтому в реакции принимают участие 50т пропана (М), а при образовании огненного шара 60% массы газа (т), т.е. 30т (масса газа в облаке ТВС)
m = 0,6 × M
m = 0,6 × 50 = 30т.
2. Определим режим взрывного превращения облака ТВС.
Класс пространства окружающего место аварии – 2 класс.
Класс взрывоопасного вещества – 1 класс.
Вероятный режим взрывного превращения – 1 режим.
3. Определим радиусы зон разрушений.
Определяем вспомогательные коэффициенты (а) для различных степеней разрушений зданий. Например, для промышленных зданий при полной степени разрушения при 1 режиме взрывного превращений а = 1,71.
По шкале на рис. 3 определяем условную массу вещества (М ). Для этой цели на верхней шкале отмечаем деление, соответствующее массе этилена (50т) и проводим вниз до средней шкалы линию, М = 1,7.
Определяем условный радиус зоны полных разрушений.
На средней шкале (рис. 3) находим т. 2,254 и на нижней шкале, напротив помеченной точки, найдем радиус полных разрушений .
Радиусы зон разрушений и зоны расстекленения можно определить без помощи шкалы, изображенной на рис. 3.
,
где - радиус зоны разрушения (полной, сильной, средней, слабой) или зоны расстекленения, м;
М – масса топлива, участвующая в реакции, т;
а – вспомогательный коэффициент;
R – условный радиус зоны разрушения или расстекленения.
Размеры зон полных, сильных, средних и слабых разрушений для промышленных и административных зданий представлены в табл.3.
Таблица 3.
Тип
здания Степень разрушения и радиус зон, м.
Полные (1) Сильные (2) Средние (3) Слабые (4)
Промышленные 180 400 640 1180
Административные 280 500 800 1800
Радиус зоны расстекленения примерно равен 2500м.
Так как административное здание расположено на расстоянии 1000м, а промышленное – на расстоянии 700м, то они получат слабую степень разрушения (см. рис.4).
4. Определим число людей, пораженных воздушной ударной волной на открытой местности.
Радиусы зон поражения людей определяются с помощью вспомогательного коэффициента (а), шкалы на рис. 3, аналогично, как для определения радиусов зон разрушения.
Найдем число пострадавших людей в 6-ой зоне (Р м = 99%).
Радиус зоны, в которой погибнет 99% людей составляет R6м = 120м.
Площадь зоны
На рис. 4 зоны поражения людей от воздушной ударной волны отмечены пунктирными линиями.
Число погибших в шестой зоне
чел
где ρом – плотность персонала на открытой местности.
Число погибших, в пятой зоне Р5м = 90%.
Площадь зоны, в которой погибнет от 90% до 99% людей (в среднем 95%)
S5 = S5 – S6
Где S5 – суммарная площадь 5 и 6 зоны.
Радиус границы пятой зоны R5 = 135м, тогда
.
Число пострадавших в пятой зоне
Число пострадавших в четвертой зоне
Число пострадавших людей во 2 и 1 зонах не определяем т.к. в данных зонах их не будет.
Общее число погибших людей от воздушной ударной волны на открытой местности составит 13 человека.
5. Определим число погибших людей, находящихся в промышленных административных зданиях.
Промышленные и административные здания попали в зону слабых разрушений (четвертую), в остальных зонах зданий нет (рис. 4). Количество людей, находящихся в административном здании
,
где Sж – площадь административного здания, м²;
ρж – плотность персонала в административном здании.
Количество человек, находящихся в промышленном здании
где SП – площадь промышленного здания, м²;
ρП – плотность персонала в промышленном здании.
Вероятность выживания людей в зоне слабых разрушений (четвертой зоне) в административных зданиях Р4ж = 98%, в промышленных зданиях Р4п = 90%.
Число пострадавших людей в зданиях равно
Общее число погибших от воздушной ударной волны 15 человек.
6. Определим число людей, пораженных тепловым воздействием.
Параметры огненного шара: радиус огненного шара
;
время существования огненного шара
.
По таблицам определяем, что тепловой поток на поверхности огненного шара (Q0) составит 180кВт/м².
Площадь, покрываемая огненным шаром
.
Число погибших
.
Считаем, что вероятность гибели человека на площади, покрываемой огненным шаром = 100%.
Границы зон поражения людей от теплового потока на рис. 4 показаны сплошными линиями.
Число погибших людей, находившихся в зоне, где вероятность их гибели составляет более 95%.
По графику на рис. 5 определяем, что такой вероятности соответствует индекс дозы теплового излучения (J) 3,7×10³кВт/м².
Радиус зоны, где наблюдается данный тепловой индекс, равен
.
Площадь зоны, где вероятность гибели людей более 95%
.
Число пострадавших
где Р97,5 – средняя вероятность гибели людей в зоне (на границе зоны вероятность гибели 95%).
Число погибших людей, находящихся в зоне, где вероятность их гибели находится в пределах от 65 до 95% (среднее значение – 80%).
Индекс дозы теплового излучения для вероятности 65% составляет 1500 (см. рис. 5).
Радиус зоны, где наблюдается данный индекс дозы теплового излучения
.
Площадь зоны
.
Число пострадавших в данной зоне
.
Число погибших людей, находящихся в зоне, где вероятность их гибели составляет от 25 до 65% (среднее значение – 45%).
Индекс дозы для данной зоны J25 = 800, радиус Х25 = 252, площадь зоны S25 = 173400м².
Количество людей, погибших в данной зоне, 15 человек.
Число погибших людей в зоне, где вероятность их гибели составляет от 5 до25% (в среднем – 15%).
Параметры зоны: J5 = 500, X5 = 301, площадь зоны S5 = 258484м².
Количество людей, погибших в данной зоне, 7 человек.
Общее число пострадавших от теплового потока
.
7. Найдем общее количество людей, погибших на объекте в результате аварии.
Количество пострадавших в зонах совместного действия воздушной ударной силы и теплового излучения определяется на основе сложения вероятности гибели людей от двух поражающих факторов (на рис. 4 количество погибших людей в зонах действия поражающих факторов указано в окружности).
Количество погибших людей на площади, покрываемой огненным шаром и в зоне гибели людей от ударной волны с вероятностью 0,99.
В данной зоне ограниченной окружностью с радиусом 120м погибнет 100% персонала, т.е. 5 человек.
Количество погибших людей в 5-ой зоне действия ударной волны и в зоне теплового потока, где вероятность гибели составляет 97,5% определяется из выражения
,
.
Количество людей, погибших в 4-ой зоне действия ударной волны и в зоне теплового потока (97,5%)
.
Количество погибших в 3-ей зоне действия ударной волны в зоне теплового потока (97,5%)
Количество погибших в зоне действия теплового потока (вероятность гибели 97,5%)
.
Число пострадавших определяется только для части зоны, т.е. в зоне, ограниченной радиусами 202м (радиус зоны теплового потока) и 166м (радиус 3-ей зоны ударной волны).
В данной зоне воздействия теплового потока находится вторая и первая зоны действия воздушной ударной волны, но поскольку вероятность гибели людей во второй и в первой зоне действия ударной волны незначительная, то их не учитывают.
Количество погибших во всех зонах совместного действия воздушной ударной волны и теплового потока
.
Общее количество погибших в результате аварии на пожаровзрывоопасном объекте
.
Числом погибших от осколков резервуара пренебречь
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 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.
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.
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.
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
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
Подписаться на:
Сообщения (Atom)