Осередок руйнувань і уражень при вибуху
Осередок руйнувань і уражень на підприємствах зі вибухо- і пожеженебезпечною технологією виникають при витіканні газоподібних або зріджених вуглеводневих продуктів. Змішування їх з повітрям приводить до утворення вибухо- та пожеженебезпечних сумішей. До вибухо – та пожеженебезпечних відносяться гази пропілен, метан, пропан, етилен, бутилен і ін. Вибух або возгоряння відбувається при певному змісту газу в повітрі, приводить до зруйнування або ушкодження будинків, споруд, технологічних установок, ємностей та трубопроводів.
При вибуху вуглеводневої сировини може утворитися осередок ураження подібний осередку ядерного ураження.
В осередку вибуху у відкритій атмосфері можна визначити дві зони: зону детонації (детонаційної хвилі) і розповсюдження (дії) ударної хвилі. У зоні детонації тиск має максимальне значення.
Умовний
(розрахунковий) радіус зони детонаційної
хвилі (rO)
визначають за емпіричною формулою:
rO
= 18.5
*
,
де QH – кількість речовини (в тонах), яка вилилася або розтеклася з ємності (сховища), що розгерметизовано;
К – коефіцієнт , який характеризує об’єм газів або парів речовини, що перейшли в стехіометричну суміш (за даними джерел, він може розрізнятися від 0.4 до 0.6). Емпіричний показник перед коренем дозволяє враховувати різни умови виникнення вибуху.
В межах зони 1 діє надлишковий тиск, якій приблизно можна вважати постійним і рівним 1700 кПа. Точніші значення тиску визначають за довідковими даними для кожної речовини, наприклад, за таблицею 2.7. Максимальний тиск в зоні детонації – це найбільший тиск, який виникає при утворенні найбільш пожежо -, вибухонебезпечної суміші газу, пару або пилу з повітрям в замкнутому об’ємі при початковому тиску суміші 101кПа (атмосферному тиску).
За межами зони детонації, в зоні дії повітряної ударної хвилі, формується фронт ударної хвилі, який розповсюджується по поверхні землі. Він різко зніжується до атмосферного через невелику відстань. Літературні джерела дають різні закономірності його зміни з урахуванням відстані до місця вибуху, теж саме і з максимальним значенням тиску в детонаційної хвилі (зоні детонації).
В таблиці 2.6 приведені зведені дані зміни надмірного тиску, виходячи із відстані, що виражено в частках від радіуса зони детонації (r1 / rO), і максимального тиску в зоні детонації.
Використовуючи наведені вище табличні дані можна розраховувати масштаби зон руйнування з позначеними значеннями надмірного тиску, визначати можливе значення надмірного тиску при наявних відстанях об’єкта від місця аварії (вибуху), а також визначати ступень руйнування різних будинків, споруд, будівель в залежності від величини надмірного тиску та інші завдання.
Таблиця 2.6 - Зміна тиску в зоні розповсюдження ударної хвилі
Максим. тиск в зоні детонації, кПа
|
Значення надмірного тиску, кПа, на відстані від центру вибуху в частках від rO (r1 / rO) |
|||||||||||||||
1 |
1.05 |
1.1 |
1.2 |
1.4 |
1.8 |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
6.0 |
8.0 |
10 |
12 |
15 |
20 |
30 |
|
500 |
500 |
270 |
155 |
115 |
90 |
55 |
48 |
25 |
15 |
8 |
5 |
4 |
3 |
2.5 |
1.5 |
1.0 |
900 |
900 |
486 |
279 |
207 |
162 |
99 |
86 |
45 |
26 |
14 |
9 |
7 |
5 |
4.5 |
2.7 |
1.8 |
1000 |
1000 |
540 |
310 |
230 |
180 |
110 |
96 |
50 |
29 |
16 |
10 |
8 |
6 |
5 |
3 |
2 |
1700 |
1700 |
918 |
527 |
391 |
306 |
195 |
163 |
82 |
50 |
28 |
18 |
13 |
10 |
8 |
5 |
3.7 |
2000 |
2000 |
1080 |
620 |
460 |
360 |
220 |
192 |
100 |
58 |
32 |
20 |
16 |
12 |
10 |
6 |
4 |
Таблиця 2.7 – Максимальний тиск і концентраційні межи загоряння окремих речовин
Речовина (газ, суміш) |
Максимальний тиск вибуху, кПа |
Концентраційні межі загоряння |
|
НКМВ, % |
ВКМВ, % |
||
Аміак |
600 |
15 |
28 |
Ацетилен |
1030 |
2.5 |
100 |
Ацетон |
893 |
2 |
13 |
Бензол |
|
1.4 |
7.1 |
Водінь |
739 |
4 |
75 |
Деревинна мука |
770 |
|
|
Окис вуглецю |
|
12.5 |
74 |
Толуол |
|
1.3 |
6.7 |
Полістирол |
720 |
25 |
- |
Поліетилен |
560 |
12 |
- |
Магній |
500 |
12 |
- |
Алюміній |
660 |
25 |
- |
Сірка |
460 |
17 |
- |
Фосфор червоний |
700 |
14 |
- |