Методика расчета. 
Расчет последствий взрыва внутри технологического оборудования

При взрывах оборудования основным поражающим фактором является ударная воздушная волна [6].

При оценке параметров аварийного взрыва емкости с инертным газом (смесью газов) допускается, что оболочка имеет сферическую форму. Тогда напряжение в стенке сферической оболочки определяется по формуле:

у = ДP · r/(2d), (1).

где у — напряжение в стенке сферической оболочки, Па;

ДP — перепад давлений, Па;

r — радиус стенки оболочки, м;

d — толщина стенки оболочки, м.

Преобразование формулы (1) позволяет рассчитать разрушающее давление (условие разрушения — у? ув):

ДP = 2d · ув/ r, (2).

где ув — временное сопротивление разрушению материала, Па.

Давление парогазовой смеси в емкости:

Р = ДP + Р0, (3).

где Р0 — атмосферное давление, 0,1· 106 Па.

Уравнение изэнтропы:

Р/Р0 = (с/с0)г, (4).

где г — показатель адиабаты газа;

с0 — плотность газа при атмосферном давлении, кг/м3,.

с — плотность газа при давлении в емкости, кг/м3.

Плотность газа при давлении в емкости определяется после преобразования уравнения изэнтропы (4):

с = с0 · (Р/Р0)1/г, (5).

Полная масса газа:

С = с · V, (6).

где V — объем парогазовой смеси, м3.

При взрыве емкости под внутренним давлением Р инертного газа (смеси газов) удельная энергия Q газа:

Q= ДP/[с · (г — 1)] (7).

В случае сжатого взрывоопасного газа:

Q = Qв + ДP/[ с· (г — 1)], (8).

где Qв — удельная энергия взрыва газовой смеси, Дж/кг.

Тротиловый эквивалент взрыва емкости с газом составит:

qтнт = Q · С/ Qтнт, (9).

где Qтнт — удельная энергия взрыва тротила, равная 4,24· 106 Дж/кг.

Эквивалент по ударной волне оценивается с коэффициентом 0,6:

qу.в. = 0,6 · qтнт (10).

Применительно к наземному взрыву принимается значение:

q = 2 · qу.в. (11).

Избыточное давление на фронте ударной волны (ДРфр, МПа) на расстоянии R определяется по формуле М. А. Садовского для сферической УВВ в свободном пространстве [7]:

(12).

взрыв сосуд аварийный оборудование.

где, R — расстояние от эпицентра взрыва до реципиента, м.

В таблице 2 представлены значения предельно допустимого избыточного давления ударной волны при сгорании газо-, пароили пылевоздушных смесей в помещении или открытом пространстве [7], для которых подбираются расстояния для определения зон поражения.

Таблица 2 — Предельно допустимые избыточные давления при сгорании газо-, пароили пылевоздушных смесей в помещении или открытом пространстве.

Импульс волны давления, кПа· с:

I = 0,4 (13).

Формулы (12,13) справедливы при условии ?0,25.

Условная вероятность поражения избыточным давлением, развиваемым при взрыве парогазовоздушных смесей, человека, находящегося на определенном расстоянии от эпицентра аварии, определяется с помощью «пробит-функции» Pr, которая рассчитывается по формуле [8]:

Pr = 5 — 0,26· ln (V), (14).

где.

Связь функции Рr с вероятностью Р той или иной степени поражения находится по таблице 3 [8].

Таблица 3 — Связь вероятности поражения с функцией «пробит».

Основной целью расчетов по данной методике является определение радиусов зон различной степени поражения УВВ зданий, сооружений и человека и определение вероятности поражения людей, находящихся на определенном расстоянии от эпицентра взрыва.