Читайте также:
|
|
Работа установок и сосудов, находящихся под давлением, в результате нарушения их герметичности (из-за недостаточной прочности или устойчивости режимов эксплуатации) может сопровождаться взрывами.
К установкам и сосудам, работающим под давлением, относятся водогрейные и паровые котлы, автоклавы, компрессоры, холодильные установки, ресиверы, теплообменники, трубопроводы, баллоны.
Автоклав - аппарат для проведения процессов при нагреве и под давлением выше атмосферного. Компрессор - устройство для сжатия и подачи воздуха или другого газа под давлением. Ресивер - сосуд для скапливания газа, пара, поступающего в него, и расходуемого через трубы меньшего сечения, предназначенный для сглаживания колебаний давления. Трубопроводы - устройства для транспортировки жидкостей и газов, условно подразделяются на трубопроводы низкого давления до 100 МПа и высокого давления - выше 100 МПа. Баллоны - устройства для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, могут быть высокого и низкого давления (стандартные баллона вместимостью 40 л при давлении газа 12,5-15 МПа). Сосуды - стационарные и передвижные устройства, предназначенные для хранения транспортировки сжиженных газов (цистерны, бочки, сосуды Дьюара с вакуумной термоизоляцией).
Взрыв емкостей, находящихся под давлением, относится к группе физических взрывов, при которых при разрушении емкости происходит быстрое расширение газа и образование ударной волны и поля осколков. Наиболее частые причины взрывов: падение резервуара, разрыв швов, нарушение правил эксплуатации и др.
Энергия взрыва сосуда под давлением (Дж) определяется по формуле [24]
r-\
1-
W
•>
(13.21)
где Рг - давление пара (газа) в емкости, Па; Р0 - атмосферное давление, Па; V0 - объем емкости, м3,
у - значение показателя адиабаты (у = 1,4 - воздух, водород, оксид углерода, азот, кислород; у = 1,24 - ацетилен; у = 1,3 - метан, углекислый газ; у = 1,36 - хлор; у = 1,35 - пары воды; у = 1,29 - сернистый газ; у = 1,67 -аргон, гелий; у = 1,34 - сероводород).
Масса эквивалентного заряда определяется по формуле (кг)
Q'= 0,6 Е / Qtht, (13.22)
где QТНТ - теплота сгорания тринитротолуола, кДж/кг (QTht=4,52-103 к Д ж/кг).
Избыточное давление взрыва емкости под давлением (кПа) рассчитывается по формуле (13.3) М.В. Садовского.
Дальность полета осколков (максимальная) рассчитывается по формуле (м)
max
(13.23)
Пример 13.4. Определить степень разрушения одноэтажных деревянных и многоэтажных кирпичных зданий, расположенных на расстоянии 100 м от эпицентра взрыва парового котла, находящегося под давлением Рг = 22-10 Па, Р0 =
105 Па. Объем котла равен 320 м3.
Решение. Рассчитаем энергию взрыва котла, находящегося под давлением, по формуле (13.21), приняв показатель адиабаты для паров воды у = 1,35
у-\
1_ 10.
7
22-10 -320 1,35-1
1-
1, 35-1
= 16,2-105Дж
Определим по формуле (13.22) массу эквивалентного заряда, подставляя в формулу теплоту сгорания ТНТ в Дж Q' = 0,6Е/Qtht = 0,616,21СР/4,51& =
Определим избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 100м от эпицентра взрыва по формуле (13.3)
АРф =95-3/0,6-g' / R + 390-lJQ^IR2 +1300-£/ / R3
-л/2162/1002+1300-216/1003=7,4/<-Я<я
max |
Рассчитаем максимальную дальность полета осколков по формуле (13.23) Lmax = 238 • з/g7 = 238 • УШ = 1428 м
Вывод. Избыточное давление взрыва емкости под давлением 7,4 кПа приведет к слабым разрушениям деревянных домов, дальность полета осколков составит 1428 м.
13.5. Оценка устойчивости оборудования к скоростному напору ударной волны
Для сооружений и оборудования, быстро обтекаемых ударной волной взрыва (трансформаторы, станки, антенны, дымовые трубы, опоры и т.п.) наибольшую опасность представляет скоростной напор воздуха, движущийся за фронтом ударной волны [14].
Давление скоростного напора зависит от избыточного давления взрыва.
Давление скоростного напора воздуха, движущегося за фронтом ударной иолны, определяется по формуле
АРск=2,5АР\/(АРф
(13.24)
где АРСК - давление скоростного напора, кПа, Рф2 - избыточное давление, кПа.
Давление скоростного напора в зависимости от избыточного давления представлено на рис. 13.1.
Рис. 13.1. Зависимость скоростного напора от избыточного давления
Оборудование сдвинется с места, если смещающая сила Рсм будет превосходить силу трения Fmp и горизонтальную составляющую силы крепления Qг
Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 310 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Взрыв пылевоздушных смесей | | | См — F mp |