Раздел 4.Чрезвычайные ситуации и ликвидация их последствий

Тема 2. Возникновение горения. Воспламенение. Пределы воспламенения. Условия и виды горения. Горение и взрывы газо- , паро- и пылевоздушных смесей. Лвж и гж. Горение твердых веществ

Общие закономерности распространения пламени. Самовоспламенение и самовозгорание. Параметры, определяющие взрыво- и пожароопасность горючих веществ.

Почти во всех производствах применяются вещества, способные воспламеняться и гореть, а в некоторых случаях - образовывать с воздухом взрывоопасные смеси.

Горение – быстропротекающая реакция окисления, сопровождающаяся выделением тепла и (обычно) света.

Химическая реакция горения всегда является сложной и состоит из ряда элементарных химических превращений. Химическое превращение при горении протекает одновременно с физическими процессами: переносом тепла и массы. Поэтому скорость горения всегда определяется как условиями тепло- и массопередачи, так и скоростью протекания химических превращений.

Для возникновения горения необходимо наличие: горючего вещества, окислителя и импульса. Импульсом может быть: открытый огонь, искра (электрическая, статическая или от удара металлических предметов, молния, нагрев вещества выше температуры его самовоспламенения и др.).

Воспламенение – возгорание, сопровождающиеся появлением пламени.

Пределами воспламенения (распространения пламени) газовой смеси называются предельные условия, при которых еще возможно воспламенение и устойчивое распространение пламени. Пределы воспламенения определяются экспериментально и являются одной из характеристик газовой смеси. При рассмотрении состава смеси указывают верхний и нижний концентрационные пределы воспламенения. С ростом температуры пределы воспламенения расширяются. Влияние давления более сложно. Так, при небольшом снижении давления от атмосферного область между верхним и нижним пределами воспламенения сужается, а ниже некоторого давления распространение пламени становится совершенно невозможно.

Различают несколько видов горения:

• Вспышка – быстрое сгорание горючей смеси без образования повышенного давления газов.

• Возгорание – возникновения горения от источника зажигания.

• Воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

• Самовозгорание – горение, возникающее при отсутствии внешнего источника зажигания.

• Самовоспламенение – самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

• Взрыв – чрезвычайно быстрое горение, при котором происходит выделение энергии и образование сжатых газов, способных производить механические разрушения.

Горение газов является в диффузионной (когда кислород проникает в зону горения), так и в кинетической (однородная горючая смесь) области и может носить характер взрывного или детонационного (высокая скорость перемещения пламени) горения.

При горении жидкости происходит её испарение и сгорание паровоздушной смеси над поверхностью жидкости. Определяющим является процесс испарения жидкости, который зависит от ее физико-химических свойств, теплового процесса в ней и т. п. Процесс горения паров не отличается от горения газов.

Горение твердых веществ – гетерогенно-диффузионное (то есть горение в разных фазах с проникновением – плавление, разложение и испарение с выделением газообразных продуктов, которые образуют с воздухом горючую смесь).

Повышенную пожарную опасность имеет пыль. Причем с увеличением дисперсности (это по сути насыщенность, отношение площади поверхности частиц к занимаемому ими объёму) пыли возрастает ее химическая активность, снижается температура самовоспламенения, что повышает ее пожарную опасность. Скорость горения высокодисперсной пыли приближается к скорости горения газа. Взрывоопасной является не только взвешенная, но и осевшая пыль, так как при воспламенении она переходит во взвешенное состояние, что приводит ко вторичным взрывам.

Легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ) - это жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки не выше 61°С

Горючая жидкость (ГЖ) - это жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источников зажигания и имеющая температуру вспышки выше 61°С

Производственные участки и помещения, в которых хранятся, транспортируются и используются ЛВЖ и ГЖ, должны соответствовать требованиям действующих строительных и санитарных норм и правил проектирования промышленных предприятий.

Проектируемые и реконструируемые здания и помещения для хранения и проведения работ с применением ЛВЖ и ГЖ должны быть оборудованы автоматическими установками пожаротушения и сигнализации.

При разработке и организации технологических процессов с использованием ЛВЖ и ГЖ следует исключать из них операции, сопровождающиеся поступлением в помещение паров и аэрозолей ЛВЖ и ГЖ, а также предусматривать замену ЛВЖ и ГЖ на менее опасные.

При невозможности полного устранения вредных выделений паров и аэрозолей ЛВЖ и ГЖ в воздух рабочих помещений следует ограничить их распространение применением принудительной вентиляции, не допуская превышения предельно допустимой концентрации (ПДК).

При выходе из строя вентиляционной системы все работы с ЛВЖ и ГЖ должны быть прекращены.

Производственные и складские помещения должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения и пожарным инвентарем.

В помещениях, где производятся работы с использованием ЛВЖ и ГЖ, а также их хранение и транспортировка, не допускается:

• выполнение работ с применением огня и искрообразованием;

• применение инструмента, образующего искру и оборудование с неисправной электропроводкой;

• загромождение и захламление рабочих мест, проходов, а также подходов к средствам пожарной сигнализации и пожаротушения;

• хранение посторонних пожароопасных материалов;

• использование ЛВЖ и ГЖ не по назначению (для чистки одежды, оборудования, мытья рук);

• выполнение работ в одежде, загрязненной пожароопасными и вредными веществами;

• курение;

• пребывание посторонних лиц;

• расположение ЛВЖ и ГЖ вблизи отопительных приборов;

• ремонт оборудования электрической сети и вентиляционных систем, находящихся под напряжением;

• выливать в канализацию и на землю ЛВЖ, ГЖ и продукты их содержащие.

Тема 3. Пожары, классы пожаров (A, B, C, D, E, F) и условия пожарной безопасности. Организация пожарной охраны в РФ. Государственный пожарный надзор. Способы и средства тушения пожаров. Первичные средства тушения пожаров. Противопожарное водоснабжение. Автоматические установки тушения пожаров.

Пожарная сигнализация и связь

Пожар — это неконтролируемый процесс горения, приносящий материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам государства и общества в целом.

- Пожар класса «А» — горение твердых веществ

А1 — горение твердых веществ, сопровождаемое тлением (например, уголь, текстиль);

А2 — горение твердых веществ, не сопровождаемых тлением (например, пластмасса).

- Пожар класса «B» — горение жидких веществ

B1 — горение жидких веществ, нерастворимых в воде (например, бензин, эфир, нефтепродукты). Также, горение сжижаемых твердых веществ (например, парафин, стеарин);

B2 — горение жидких веществ, растворимых в воде (например, спирт, глицерин).

- Пожар класса «C» — горение газообразных веществ

Горение бытового газа, пропана и других.

- Пожар класса «D» — горение металлов

D1 — горение легких металлов, за исключением щелочных (например, алюминий, магний и их сплавы);

D2 — горение щелочных металлов (например, натрий, калий);

D3 — горение металлосодержащих соединений (например, металлоорганические соединения, гидриды металлов).

- Пожар класса «E» — горение электроустановок

- Пожар класса «F» — горение радиоактивных материалов и отходов

*Предупредить пожар может соблюдение противопожарного режима, представляющего собой поведение людей, порядок организации производства и (или) содержания помещений (территорий), обеспечивающие предупреждение нарушений требований пожарной безопасности и тушения пожаров.

В жилых помещениях следует избегать хранения значительных количеств легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, а также склонных к самовозгоранию или способных к взрыву веществ. Нельзя хранить на лестничных площадках мебель, горючие материалы, загромождать чердаки и подвалы. Не рекомендуется устанавливать электронагревательные приборы вблизи горючих материалов. Необходимо следить за исправностью выключателей, вилок и розеток электроснабжения и электрических приборов.

Запрещается перегружать электросеть, оставлять без присмотра включенными электронагревательные приборы и телевизоры. При ремонте электронагревательных и электронных приборов их следует отключать от сети.

Эксплуатация наиболее пожаро- и взрывоопасных бытовых приборов (телевизоры, газовые плиты, водонагревательные бачки и др.) должна осуществляется в строгом соответствии с требованиями инструкций и руководств. При эксплуатации телевизоров необходимо соблюдать следующие правила: не устанавливать телевизор в непосредственной близости от легковоспламеняющихся предметов; не устанавливать телевизор вблизи приборов отопления или в мебельных стенках, где он плохо охлаждается; не закрывать вентиляционные отверстия задней стенки и в нижней части корпуса телевизора; располагать розетку подключения вилки питания в доступном месте для быстрого отключения телевизора от сети; не оставлять включенный телевизор без присмотра; вынимать вилку шнура питания из розетки, если телевизор остается неработающим длительное время (более суток) или неисправен (отсутствие изображения, гудение, ощущается запах гари и др.).

Необходимо соблюдать правила эксплуатации газовой плиты. В случае утечки газа нужно проветрить помещение. При этом нельзя курить, зажигать спички, пользоваться выключателями электроприборов.

Пожары промышленных предприятий представляют большую опасность для работающих и причиняют значительный материальный ущерб. В России установлено два вида пожарной охраны — профессиональная и добровольная.

Профессиональная пожарная охрана делится на военнизированную (ВПО) и невоеннизированную (ППО) Министерства внутренних дел (МВД) и ведомственную пожарную охрану других министерств и ведомств в зависимости от степени пожарной опасности и объема производства — ведомственные военнизированные пожарные части (ВВПЧ), профессиональные пожарные части (ППЧ), пожарно-сторожевая охрана (ПСО) и т.д.

Руководит пожарной охраной Главное управление пожарной охраны (ГУПО) МВД РФ.

Крупные города и объекты, особо опасные в пожарном отношении, охраняются военнизированными пожарными частями (ВПЧ), а менее крупные города, районные центры и др. — профессиональными пожарными частями (ППЧ) МВД.

Разработку противопожарных мер и контроль за их осуществлением, организацию мер пожарной профилактики на действующих предприятиях осуществляет Государственный пожарный надзор, задачи которого определены «Положением о государственном пожарном надзоре».

Персональная ответственность за пожарную безопасность предприятий всех уровней возложена на их непосредственных руководителей.

ПОЖАРНЫЙ НАДЗОР (ГПН) — специальный вид государственной надзорной деятельности, осуществляемый должностными лицами органов управления и подразделений Государственной противопожарной службы (ГПС) в целях контроля за соблюдением требований пожарной безопасности и пресечения их нарушений. В сферу деятельности по ГПН не входит пожарный надзор на подземных объектах и при ведении взрывных работ (закреплен за Госгортехнадзором России). Эффективность деятельности по ГПН определяется числом предотвращенных пожаровв рамках работ попожарной профилактике.

Предотвращение горения может быть достигнуто следующими способами: предотвращение доступа окислителя в зону горения или горючего вещества; снижения их поступления до величин, при которых горение невозможно; охлаждением зоны горения ниже температуры самовоспламенения или понижением температуры горящего вещества ниже температуры воспламенения; разбавление горючих веществ негорючими; интенсивным торможением скорости химических реакций в пламени; механическим срывом пламени сильной струей воды или газа.

Основными огнегасительными веществами (средствами тушения пожара) являются вода, пена, инертные и негорючие газы, водяной пар, сухие огнетушащие порошки и т.д. Выбор их зависит от класса пожара.

Оборудованием для тушения пожара являются все виды пожарной техники, охранно-пожарной сигнализации, пожарный инвентарь и др.

Для тушения пожара в электроустановках, находящихся под напряжением, можно использовать углекислотный или порошковый огнетушитель; подручные средства; воду, если электроустановка открыта для обзора ствольщика и применены специальные меры защиты человека от поражения электрическим током.

К средствам охранно-пожарной сигнализации относятся: автоматические пожарные извещатели теплового, светового, дымового, комбинированного (на нагревание и пламя) действия. В извещателях теплового действия срабатывает элемент, чувствительный к нагреванию, в световых – к пламени, дымовых – к дыму. Чувствительным элементом к пожару в дымовом извещатели является ионизационная камера, в световом – счетчик фотонов, в тепловом максимального действия – биметаллическая пластина, в тепловом полупроводниковом – термосопротивление, в тепловом дифференциального действия – термопара.

К первичным средствам тушения загораний и пожаров относят различные огнетушители, песок, кошмы, внутренние пожарные краны. Пользование ими рассчитано на любого человека, оказавшегося на месте загорания и пожара. Наибольшее распространениев качестве первичныхсредств тушения загораний и пожаров получили огнетушители. По содержанию огнетушащих веществ огнетушители подразделяют на пенные, газовые и порошковые.

Противопожарное Водоснабжение - комплекс инженерно-технических сооружений, предназначенных для забора и транспортирования воды, хранения ее запасов и использования их для пожаротушения.

В соответствии с нормами и правилами пожарной безопасности: жилые, производственные, офисные, торговые площади, а также подземные автостоянки, многоярусные гаражи и паркинги, должны быть оснащены противопожарным водопроводом, системами автоматического пожаротушения и оповещения.

Стационарные установки пожаротушения подразделяют на автоматические и ручные с дистанционным пуском.

Кроме этого они также классифицируются:

1) в зависимости от вида огнетушащего средства: водяные системы пожаротушения; пенные системы пожаротушения;газовые системы пожаротушения;порошковые системы пожаротушения;аэрозольные установки тушения пожара; комбинированные системы пожаротушения;

Пожарная сигнализация и связь предназначены для быстрого извещения о пожаре, что значительно повышает успех тушения пожара. В зависимости от назначения здания или помещения могут устраиваться следующие системы и средства пожарной автоматики: пожарная сигнализация; охранно-пожарная сигнализация.

Пожарная сигнализация может быть электрическая и автоматическая. При использовании электрической пожарной сигнализации извещение о пожаре осуществляется в течение нескольких секунд. В этом случае система сигнализации состоит из приёмной станции и соединённых с ней извещателей. Сигнал о пожаре подаётся нажатием кнопки извещателя, которые устанавливаются на видных местах производственных помещений.

В автоматической пожарной сигнализации извещатели подразделяются в зависимости от способа обнаружения начальной стадии пожара: тепловые, дымовые, световые и комбинированные.

Тепловые извещатели срабатывают при повышении температуры окружающей среды. Их чувствительными элементами являются различные металлические пластинки или спирали со спаянными легкоплавким припоем концами. В случае повышения температуры пластинки выгибаются и соединяют электрические контакты, приводящие в действие звуковую и световую сигнализацию. Извещатели работают на заданных температурах 60, 80 и 100оС, время срабатывания примерно 50 с, контролируемая площадь 15-30 м2.

В извещателях, реагирующих на дым, чувствительным элементом могут быть фотоэлементы или ионизационные камеры. В последнем случае вследствие действия продуктов горения изменяется ионизационный ток, что через электронное реле приводит в действие систему сигнализации.

Световые излучатели реагируют на излучение открытого пламени, т.е. на инфракрасные и ультрафиолетовые лучи.

Комбинированные излучатели выполняют функции теплового и дымового извещателей. Они изготовлены на основе дымового извещателя с включением элементов электрической схемы, применяемой для работы теплового излучателя. Контролируемая площадь примерно 100 м².

Ультразвуковые датчики служат для обнаружения в закрытых помещениях движущихся объектов (колеблющееся пламя, идущий человек и т.п.).

Системами пожарной сигнализации оборудуют технологические установки повышенной пожарной опасности, производственные здания, склады.

Пожарная связь подразделяется на извещение служб пожаротушения, диспетчерскую связь и связь на пожаре. Уникальные объекты экономики имеют собственные силы пожаротушения и, в любом случае, имеют прямую связь с центрами связи других сил пожаротушения.

II РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Задача 1. Выполнить расчет вентиляции с целью обеспечения здоровых и безопасных условий труда на рабочем месте по опасным и вредным факторам, характерным для данного технологического процесса (табл. 2).

Таблица 2

№ п/п	Показатели	Вариант№4
	Число работников N, чел.	35
	Размеры помещения, м L= B= H=	13 9 8
	Температура воздуха, tп,^оС	-14
	Относительная влажность φп, %	73
	Установленная мощность эл. оборудования W, кВт	30
	Вредные пары и газы (свойства см. в табл. А.1 приложения А)	Ацетон
	Интенсивность газов qг,п, г/ч	4
	Масса m, кг	50
	Интенсивность влаги qвл, кг/ч	0.5
	Площадь неплотностей F, м^2	0,1
	Кратность k	2

Из требуемых по различным факторам значений за расчетное значение принимается максимальный расход:

а) по удельному потреблению кислорода работниками («по людям»), м³/ч

L = N∙q , (1)

где N– максимальное число людей в цехе, чел.;

q – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 чел., м³/ч;

принимается из следующих условий: если на 1 работника приходится

менее 20 м³ объема помещения, то принимается q≥ 30 м³/ч; если ука-

занный объем больше 20 м³ — q≥ 20 м³/ч.;

L=35* 20=700 м³/ч

б) по избыткам явной теплоты, м³/ч

(2)

где q_изб– избыточный явный тепловой поток в помещении, кВт; за избыточный тепловой поток следует принять тепловыделения от установленного электрооборудования,

ρ – плотность воздуха, принять ρ = 1,2 кг/м³;

t_у, t_п– температура воздуха, соответственно удаляемого из помещения за пределы рабочей зоны и подаваемого в помещение в рабочую зону, °С;

с_p– теплоемкость воздуха, равная с_p =1,01 кДж/(кг×°С);

q_изб = W∙k_з∙k_о∙k_т , (3)

W – установленная мощность электрооборудования, кВт;

k_з– коэффициент загрузки электрооборудования, k_з = 0,5…0,8;

k_о – коэффициент одновременности работы, k_о = 0,5…1,0;

k_т – коэффициент тепловыделений оборудования, k_т = 0,1…0,5;

кВт.

м³

в) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ, м³/ч

(4)

где q_гп – интенсивность поступления вредных газов и паров или взрыво-

опасных веществ в воздух помещения, г/ч;

C_у,C_п – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, соответственно удаляемого из помещения за пределами рабочей зоны и поступающего в помещение в рабочую зону, мг/м³;

(табличное значение из приложения А)

мг/м³;

мг/м³;

м³/ч

г) по избыткам влаги (водяного пара), м³/ч

(5)

где q_вл – интенсивность поступления избытков влаги в воздух помещения, кг/ч;

d_у,d_п – влагосодержание воздуха, соответственно удаляемого из помещения за пределами рабочей зоны и подаваемого в помещение в рабочую зону, г/кг.

Поскольку в ГОСТ 12.1.005-88 задаются величины относительной влажности воздуха φ_уи φ_п,%, то их перевод в абсолютные величины d_у иd_п, г/кг, производятся по формулам

(6)

где P– барометрическое давление, принимаемое равным 760 мм рт. ст.;

p_н – парциальное давление насыщенного водяного пара при данной

температуре воздуха, мм рт. ст., определяемое из выражения

(7)

где t – температура воздуха в помещении,°С, принимается равной темпе-

ратуре воздуха, удаляемого из помещения t_у, т.е. t = t_у;

мм рт. ст.

мм рт. ст.

Отсюда находим

Получаем м³/ч

д) по нормируемой кратности воздухообмена, м³/ч

L = k∙V_p, (8)

где V_p – рабочий объем помещения, м³; для помещений высотой 6 м и

более, согласно СНиП 41-01-2003, принимается V_p = 6∙S;

S – площадь помещения, м²;

k– нормируемая кратность воздухообмена, ч^-1.

м³

м³/ч

Примечание. Согласно ГОСТ 12.1.005-88, параметры воздуха t_у,φ_уследует принять равными допустимым параметрам в рабочей зоне помещения для работ средней тяжести; кроме этого рекомендуется принять C_у = ПДК и C_п = 0,3∙ПДК.

Местная вентиляция

Расход воздуха для местной вентиляции следует определять в дополнение к общеобменной:

а) расход воздуха, м³/ч, для удаления вредных паров и газов из укрытий (кожухов) рабочего оборудования

L_у,к = 3600∙F∙v₀, (9)

где F– площадь рабочих проемов и неплотностей, м²;

v₀ – средняя по площади рабочих проемов и неплотностей скорость всасывания, принимается v₀= 0,5 м/с при ПДК > 50 мг/м³, v₀= 0,7 м/с при ПДК = 5…50 мг/м³,v₀= 1,3 м/с при ПДК < 5 мг/м³;

м³/ч

б) расход воздуха, м³/ч, через зонт по тепловыделению в местах установки рабочего оборудования

(10) м³/ч

Задача 2. Обосновать выбор метода защиты от поражения электрическим током исходя из показателей помещения цеха: относительной влажности воздуха φ_п, % и температуры воздуха в помещении цеха t_в,^оС (табл. 3).

Таблица 3

Исходные данные

№ п/п	Показатели	4
1	Температура воздуха, tв,^оС	21
2	Относительная влажность φп, %	73
3	Наличие химически агрессивной среды, склонной к взрыву и пожару	-

Указания к решению задачи

1. В соответствии с ПУЭ-2005 для данных из табл. 3 помещение цеха относится к помещениям без повышенной опасности.

2. Схема питания электрооборудования – трехфазная четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью (система TN-C).

3. Принимаю метод защиты от поражения электрическим током – защитное отключение.

Методика расчета защитного отключения

Принять, что реле тока включено в цепь заземления корпуса относительно земли; фазное напряжение в сети питания U_ф = 220 В; активное сопротивление тела человека R_h = 1000 Ом. При этом величину заземления корпуса относительно земли R_З необходимо выбрать, руководствуясь требованиями ПУЭ-2005 (см. задачу 2), т.е. R_З=3 Ом.

1. Определяется ток, проходящий через реле тока, являющегося датчиком срабатывания в цепи питания отключающей катушки, А

, (20)

где I_h — ток, проходящий через тело человека, коснувшегося корпусаэлектроустановки, оказавшегося под напряжением при замыкании одной из фаз питающей сети, А. 

2. Безопасный ток через тело человека определяется по формуле Международной электротехнической комиссии (МЭК), А

, (21)

где t_доп – допустимое время срабатывания отключающей катушки, принимается равным не более 0,1…0,2 с.

Задача 3. Рассчитать в соответствии с СП 12.13130.2009 категорию помещения склада хранения горючих материалов по пожарной и взрывной опасности. Значение берем из таблицы 2.

Таблица 2

Установленная мощность эл.оборудова-ния W, кВт	30
Вредные пары и газы (свойства см. в табл. А.1 приложения А)	Ацетон
Интенсиность газов qг,п, г/ч	1
Масса m, кг	50
Интенсиность влаги qвл, кг/ч	0,5
Площадь неплотностей F, м^2	0,1
Кратность k	2

Избыточное давление взрыва для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, Cl, Br, I, F, определяют по формуле:

, (22)

где P_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоз-душной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме (допускается принимать P_max = 900 кПа);

Р_о – начальное давление, кПа (допускается принимать Р_о = 101 кПа);

m – масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг (см. задачу 1, табл. 2);

Z – коэффициент участия горючего вещества во взрыве (Z = 0,3);

V_св – свободный объем помещения, м³ ;

_г,п – плотность газа (пара) при температуре t_р, кг/м³.

, (22)

, (23)

кг/м³

где М – молярная масса, кг/кмоль;

М (С₃Н₆О)=58,08 г/моль=58,08 *10^-3 кг/кмоль;

v₀ – мольный объем, равный 22,413 м³/кмоль;

t_р – расчетная температура, С, следует принять t_р = t_у (см. з. 1);

С_ст – стехиометрическая концентрация горючих газов или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле:

, (24)

где β — стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания

, (25)

n_с, n_н, n_о, n_х — число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

% об.

Задача 4. Рассчитать ожидаемые материальные и людские потери от прямого попадания молнии в незащищенный открытый склад хранения n резервуаров сжиженных углеводородных продуктов. Каждый резервуар содержит M_р = 60 т продукта (табл. 4).

Ближайший цех машиностроительного предприятия с числом работающих N, чел. (35 чел.), находится на расстоянии R, м, от склада.

Таблица 4

Показатели	4
Тип продукта	Ацетон
Число резервуаров n	6
Расстояние от склада до цеха R, м	90

Приложение А1

Вещество	Химическая формула	Температура вспышки, ˚С	Температура самовоспламенения, ˚С	Характеристика вещества	Теплота сгорания HТ кДж.кг-^1	ПДК, мг/м^3
Ацетон	С3Н6О	-18	+535	ЛВЖ	31360	200

1. Предполагая, что вся масса горючих веществ переходит в газообразное состояние, определяют массу т_г,п = , т, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологических аппаратов:

(27)

где z – коэффициент участия во взрыве горючего вещества, который допускается принимать z=0.1

т

2. Избыточное давление ∆P, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле:

(28)

где р₀ – атмосферное давление, кПа (для расчетов допускается прини- мать р₀ = 101 кПа);

R – Расстояние от центра газопаровоздушного облака, км;

Q₀ – удельная теплота сгорания, Q₀=10873 кДж/кг.

3. Импульс волны давления i, Па∙с, рассчитывают по формуле

(29)

4. Зная избыточное давление, оценить степень разрушения зданий и сооружений (табл. 5).

Таблица 5

Степень разрушения зданий и сооружений

Здания и сооружения	Избыточное давление ударной волны Δp, кПа
	200-100	100-50	50-30	30-20	20-10
Производственные, жилые антисейсмической конструкции	б	в	г	Д
Промышленные с металлическим или ж/б каркасом; малоэтажные каменные		а	б	В	В, г
Многоэтажные жилые дома			а	б, в	г, д
Подземные резервуары	а, б	в	г	Д
Частично заглубленные резервуары		а, б	в	Г	Д
Наземные трубопроводы	а, б	б, в	в, г	Г	Д
Ж/д пути	б, в	г	д
Автомобильные дороги	в, г
Грузовые автомобили		а	б	в, г	г, д

Примечание: а – полные разрушения; б – сильные разрушения; в – средние разрушения; г – слабые разрушения; д – повреждения

В соответствии со значением , степень разрушения зданий и сооружений:

- в производственных жилых антисейсмических конструкциях – средние разрушения;

-промышленные с металлическим или ж/б каркасом; малоэтажные каменные- полные разрушения;

- подземные резервуары – средние разрушения;

-частично заглубленные резервуары- полные разрушения, сильные разрушения;

- наземные трубопроводы сильные разрушения, средние разрушения;

- ж/д пути – слабые разрушения;

- грузовые автомобили – полные разрушения.

Таблица 6

Степень поражения людских ресурсов

Избыточное давление ∆P, кПа	Импульс давления i, Па∙с	Степень поражения
20–40		Легкие: легкая контузия, временная потеря слуха, ушибы, вывихи
40–60		Средние: травмы мозга с потерей сознания, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей, переломы и вывихи конечностей
65,9	100	Пороговые значения
60–100		Тяжелые: повреждения внутренних органов, травмы мозга с длительной потерей сознания, тяжелые формы переломов конечностей
100-240	100-440	Возможен летальный (смертельный) исход
243	440	50%-ное выживание

В соответствии с таблицей 6 и значением степень поражения людских ресурсов – Тяжелые: повреждения внутренних органов, травмы мозга с длительной потерей сознания, тяжелые формы переломов конечносте).

а) ожидаемое число поражений молнией в год зданий или сооружений:

n_г = (L + 6∙H) ∙ (B + 6∙H) ∙s∙10^–6 , (31)

где L, B, H— соответственно длина, ширина и высота здания или сооружения, м;

s — среднегодовое для данной местности число ударов молнии, приходящееся на 1 км² земной поверхности, которое зависит от интенсивности грозовой деятельности (СО-153-34.21.122–2003), для Саратовской области рекомендуется принять s = 3;

б) размеры склада принять равными: высота навеса H = 10 м, длина и ширина принимаются исходя из того, что размер площади, которую занимает каждый резервуар с учетом безопасных расстояний между ними, L_р = 20 м, B_р = 10 м. Поэтому, зная расположение N_р резервуаров (рекомендуется изобразить на схеме) и число рядов по длине N_L и ширине N_B, имеем:

L = 20∙N_L и B = 10∙N_B ; (32)

L=20*2=40, B = 10*2=20

в) тип и надёжность молниезащиты обосновать самостоятельно, исходя из характеристик горючих веществ:

Приложение А1

Вещество	Химическая формула	Температура вспышки, ˚С	Температура самовоспламенения, ˚С	Характеристика вещества	Теплота сгорания HТ кДж.кг-^1	ПДК, мг/м^3
Ацетон	С3Н6О	-18	+535	ЛВЖ	31360	200

г) для выбранной надёжности молниезащиты Р_З, типа молниеприёмника (одиночный или двойной стержневой, тросовый, сетчатый) и высоты молниеотвода h расчёт производится по след. зависимостям (табл.7)

– габариты зоны защиты здания склада определяются двумя параметрами: высотой конуса h₀,< h, м, и радиусом кону­са на уровне земли r₀, м;

– для зоны защиты требуемой надежности Р₃ радиус горизонтального сечения r_x на высоте h_x определяется по формуле:

– для зоны защиты типа А (степень надежности 99,5 %)

h₀ = 0,8∙h; r₀ = (1,1 – 0,002∙h) ∙h;

r_x = (1,1 – 0,002∙h) ∙ (h – h_x/0,85);

где h — требуемая высота молниеприемника, м;

3. Изобразить схематически зону защиты здания.

Расчет зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой

Таблица 7

Надежность защиты Р3	Высота молние­отвода h, м	Высота конуса h0, м	Радиус конуса r0, м
0,9	От 0 до 100	0.85h	1.2h
	от 100 до 150	0.85h	[1,2-10^-3(h-100)] h
0,99	от 0 до 30	0.8h	0.8 h
	от 30 до 100	0.8h	[0.8-1.43*10^-3(h -30)] h
	от 100 до 150	[0.8-10^-3(h-100)]h	0.7h
0,999	от 0 до 30	0.7h	0.6h
	от 30 до 100	[0.7-7.14*10^-3(h-30)]h	[0.6-1.43*10^-3(h-30)]h
	от 100 до 150	[0.65-10^-3(h-100)]h	[0.5-2*10^-3(h-100)]h

r₀, r_x — соответственно радиусы зоны защиты на уровне земли и высо-

ты здания или сооружения, м;

h₀ — высота от земли до вершины конуса защиты (h₀ < h), м;

h_x — высота от земли защищаемого здания или сооружения, м.

д) изобразить на схеме принятую зону защиты склада.

Рисунок 1. Зона одиночного стержневого молниеотвода

По таблице 7: h=16, h₀=0.8*h=12.8, r₀=0.8*h=12.8.

h_x=H=7

r_x = (1,1 – 0,002∙16) ∙ (16 – 7/0,85)=8,287