• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Завдання 2.6 Визначення надлишкового тиску і ступеня руйнування будівель за вибуху в закритому приміщенні

Надлишковий тиск вибуху для горючих речовин , які складаються з атомів C , H , O , Cl , Br , I , F, визначають за формулою:

Р = (Р_max - Рo) * (100* m *z) / (V_{с в.} * C _стех. k _н r),

де Р_max - максимальний тиск вибуху стехіометричної газоповітряної або пароповітряної суміші у замкнутому об’ємі , кПа;

Рo – початковий тиск (приймається рівним 101 кПа);

m – маса горючої речовини, газу, кг;

z – коефіцієнт участі горючої речовини в вибуху (для горючих газів – 0.5; ЛЗР - 0.3);

V_{с в} – вільний об’єм приміщення, м ³ ;

C _стех. – стехіометрична концентрація горючого газу або пари, об. %;

C _стех. = 100 (1 +4.84β), де β – стехіометричній коефіцієнт оксигену в реакції згоряння: β = n_C + (n_Н + n_Х) / 4 - n_О/2, тут n_C , n_Н , n_Х , n_О - число атомів карбону, гідрогену, галогенів, оксигену в молекулі горючої речовини.

k _н - коефіцієнт негерметичності приміщення (приймається рівнім 3);

r- густина пари або газу.

Надлишковий тиск вибуху для горючих речовин, крім зазначених вище, а також сумішей, можна обчислити наступним чином :

DР = (m * Н_Т z Рo) / (V_{с в.} * Т ₀ * С _р*k _н* r _в),

де - Н_Т - теплота згоряння, Дж / кг.

r _В - густина повітря до вибуху , кг/ м ³ ;

С _р - теплоємність повітря (приймається рівною 1.01 * 10 ³ Дж / кг * К);

Т ⁰ – початкова температура повітря , К.

Приклад до завдання 2.6 У виробничному приміщенні розміром 20*8*3 м. в результаті аварії на трубопроводі розлилося 15 кг бензену. Приміщення – з легким металевим каркасом. Визначити ступінь руйнування будинку.

Розв’язування: 1) Стехіометричний коефіцієнт оксигену в реакції згоряння (формула бензену - С ₆ Н₆):

β = n_C + (n_Н + n_Х) / 4 - n_О /2= 6 + 6/4 = 7.5

2) Стехіометрична концентрація:

C _стех. = 100 /(1 +4.84β) = 100/ (1+ 4.84 * 7.5) = 2.68

3) Вільний об’єм приміщення V_СВ. = V_ПР. * 0.8 = 480 * 0.8 = 384 м³

4) Надлишковий тиск:

Р = (Р_max - Рo) * (100* m *z) / (V_{с в.} * C _стех. k _н r) =

= (909 – 101) (100 * 15 0.3) / (384 2.68 * 3 * 3.32) = 35.46 кПа.

5) За надлишкового тиску 35.46 кПа будинок приміщення отримує великі руйнування. Цей висновок ми робимо, використовуючи дані таблиці 2.5

Таблиця 2.6 - Деякі властивості горючих речовин

Завдання 2.7 Визначення параметрів хвилі прориву при руйнуванні гребель водосховищ

Головними характеристиками хвилі прориву, які визначають її руйнівну дію, є глибина і швидкість потоку у даному створі. Максимальна глибина потоку (h) і максимальна його швидкість (V_MAX )залежать від висоти греблі і розмірів(ширини B і глибини H) прорану, гідродинамічних і топографічних умов русла і заплавини ріки.

Значний вплив на обстановку і життєдіяльність населення матимуть і масштаби зон затоплення. Вони залежать від глибини і площі стояння небезпечних рівнів води, площі затоплення, пори року (весна, літо або зима) і ін.

Дія хвилі прориву на об’єкті подібна дії ударної хвилі повітряного ядерного вибуху (або вибуху звичайних вибухових речовин у повітрі), але відрізняється від них тим, що діючим тілом тут є не повітря, а вода. За критичні параметри хвилі прориву, за яких гинуть люди, або наступає тяжке поранення, приймається висота хвилі прориву – h ³ 1.5 м. і максимальна швидкість руху - V _MAX > 2.5 м/ сек..

Вихідними даними при визначенні параметрів хвилі прориву і масштабів зон затоплення є об’єм водосховища, ширина прорану, глибина води перед греблею (глибина прорану). Порядок визначення наступний:

Ø Спочатку визначають середню швидкість руху хвилі пропуску за таблицею 2.7

Таблиця 2.7 - Залежність максимальної швидкості руху хвилі пропуску і максимальної витрати води від глибини прорану Н

Таблиця 2.8 – Орієнтована висота хвилі пропуску і тривалість її проходження при різних відстанях від греблі

Ø Визначається час спорожнення водосховища:

Т = W / N* B *3600,

де W – об’єм водосховища;

N – максимальна витрата води на один метр ширини прорану, м ³/ с *м.

В - ширина прорану або дільниці переливу води через гребінь не зруйнованої греблі; Н – глибина прорану.

Ø Далі визначається висота хвилі пропуску на різній відстані від греблі за таблицею 2.8

Ø Визначається час приходу хвилі пропуску на різних відстанях від греблі: t _ПР = R / V

Ø На карті або схемі позначають межі зон затоплення, для чого:

- знаходять на карті ізолінії – це лінії, які з’єднують точки місцевості з однаковим перевищенням їх висоти над рівнем моря, такі, що мають перевищення над рівнем моря рівним висоті хвилі пропуску в даній точці;

- за цими ізолініями наносять межі зон затоплення, з’єднуючи ці ізолінії плавною кривою.

Залежно від висоти і швидкості руху хвилі пропуску визначають ступінь руйнування різних об’єктів за таблицею 2.10

Приклад до завдання 2.7 Оцінити обстановку на об’єкті, який розташований в зоні катастрофічного затоплення на відстані 15 км. від греблі. Рівень перевищення місцевості, де розташований об’єкт, над рівнем води у річці 1 м. На об’єкті будинки переважно з легким металевим каркасом. Характеристика водосховища:

· глибина можливого прорану - 18м;

· об’єм водосховища - 13 км ³ ;

· можлива ширина прорану - 15м.

Розв’язування:

Максимальну швидкість руху хвилі прориву знаходимо інтерполюванням за таблицею 2.7: V _MAX = 4.06 м/с. Це робиться наступним чином. Для висоти прорану 10м швидкість складає 3м/с, при висоті 25 м вона дорівнює 5м/с. Складаємо пропорцію:

V _{MAX 18м} = 3 + [(5 – 3) / (25 – 10)] * 8 = 3 + 1.06 = 4.06 м/с

Також визначаємо і максимальні витрати води: N = 80.66 м ³ /с *м.

Час спорожнення водосховища Т = 13*10⁹м ³ /(80.66 * 15 * 3600) = 2984.64 годин = 124 доби

Висота хвилі пропуску на відстані 15 км: h = 3.98м.

Час підходу хвилі пропуску t _ПР = 1.1 година.

Можлива висота хвилі прориву на об’єкті дорівнює різниці між висотою хвилі пропуску на об’єкті і перевищенням місцевості над рівнем води в річці – це 2.98м.

За максимальної швидкості хвилі пропуску 4.06м/с і висоті її на об’єкті 2.98 м будинки отримують сильні і середні руйнування, люди, які в цей час будуть знаходитися на відкритий місцевості, можуть загинути.

Завдання 2.8 Визначення характеристик затоплення місцевості під час повені

Порядок розв’язування цього завдання розглянемо на прикладі.

Приклад до завдання 2.8 У районі Ч-ой області внаслідок інтенсивних опадів стався повінь з такими характеристиками:

- інтенсивність опадів: І – 140мм/год;

- площа випадіння опадів: F – 20 км²;

- звичайна швидкість потоку води: V₀ – 1.3м;

- звичайна ширина річки в місці затоплення: L_O – 30м;

- кут нахилу берега річки: j_O– 45⁰;

- кут нахилу берегової риси: j₁–12⁰;

- перевищення місця розташування об’єкту над рівнем води в річці: Hм – 1.5м;

- параметр, що враховує зсув об’єкту від руслу ріки: f– 1.1;

- довжина низини в місці затоплення на цій території: N – 50км

Необхідно визначити:

1) величину максимальної і звичайної втрати води Q_МАХ. і Q_О

2) максимальну швидкість потоку води під час повені в районі розташування об’єкту народного господарства V_МАХ

3) ширину території L_З, що буде затопленою

4) глибину затоплення об’єкту H_З

5) фактичну швидкість потоку затоплення на об’єкті V_ФЗ

6) площу затоплення в низині S, км²

Розв’язування:

величина звичайної втрати води:

Q_О = H_О * V_О (L_О – H_О ctg j_O) = 6 * 2.5 * (30 – 6 * ctg 50^О) = 374.48 м³/с

величина максимальної втрати води:

Q_МАХ. = (I * F) / 3.6 + Q_О = (140 * 20) /3.6 + 374.48 = 777.78 + 374.48

= 1152.26 м³/с

поперечний переріз ріки до затоплення:

R_O = Q_О /V_O = 374.48 / 2.5 = 149.8м²

максимальний переріз ріки:

R_МАХ = Q_МАХ/V_О = 1152.26/ 2.5 = 460.9м²

переріз ріки під час затоплення:

R _З = R_МАХ - R_О = 460.9 – 149.8 = 311.1м²

висота затоплення:

Н_З = R_З / (L_О + H_О ctg j_З) = 311.1/ 30 + 6 * 11.43) = 3.156м

максимальна швидкість потоку під час повені:

V_МАХ = V_О(H_О + H_З) / H_O = 2.5 * 9.156/ 6 = 3.815 м/с

ширина затоплюваної території:

L_З = L_О + 2H_З ctgj_З = 30 + 2 * 3.156 * 11.43 = 102.146 м

глибина затоплення на об’єкті:

Н_{З О} = Н_З – Н_М = 3.156 – 1.5 = 1.656м

фактична швидкість потоку затоплення:

V_ФЗ = V_МАХ* f = 3.815 * 1.1 = 4.2м

площа затоплення в низині при довжині N цієї території, км²

S = N * L_З = 50 * 0.102146 = 5.107 км²

Таблиця 2.9 – Параметри водосховищ Дніпровського каскаду ГЕС і зон можливого затоплення

Таблиця 2.10 – Ступені руйнування різних об’єктів при дії хвилі прориву в залежності від висоти хвилі і її швидкості.

Читайте також:

1. A) Оцінка захисних споруд за ємністю – визначення коефіцієнта Квм.
2. CMM. Визначення моделі зрілості.
3. F) Наслідки демографічного вибуху.
4. I визначення впливу окремих факторів
5. I. Постановка завдання статистичного дослідження
6. I. ПРЕДМЕТ, МЕТА ТА ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ
7. II. Визначення мети запровадження конкретної ВЕЗ з ураху­ванням її виду.
8. II. Завдання
9. II. Завдання на проект.
10. II. Мотивація навчальної діяльності. Визначення теми і мети уроку
11. II. Перевірка домашнього завдання.
12. II. Перевірка домашнього завдання.

Переглядів: 410