Определение безопасного расстояния при потенциальной аварии на испытательном или стартовом комплексе
Цель работы:
А. Усвоить основные положения безопасной и надежной эксплуатации функционирования объекта космического назначения с системами наземного комплекса.
Б. Изучить метод оценки допустимого расстояния до сооружения промышленной или жилой территории при эксплуатации наземного спасательного или стартового комплекса или средств выведения космических аппаратов с учетом потенциального взрыва смеси горючего с окислителем.
Задачи, которые необходимо решить при выполнении курсовой работы:
1.В качестве исходных данных для выполнения работ принять следующее:
- эксплуатируемый наземный испытательный комплекс находиться на минимальном расстоянии R1 или на максимальном расстоянии R2 от расположения сооружений промышленной или жилой территории;
- необходимо для каждого из указанных расстояний рассмотреть последствия потенциальных аварийных выбросов суммарной массы горючего Мг, связанных с разгерметизацией системы топливоподачи средств выведения космического аппарата, и равным величинам Мг=500,1000,2500, 5000, 7500 кг;
- при потенциальном аварийном выбросе горючего в атмосферу необходимо рассмотреть последствия взрыва смесей «водород+воздух» и «метан+воздух», при этом расчеты давления во фронте ударной волны ∆p, производить с учетом, что тротиловый эквивалент взрывоопасных смесей зависит от величины Z, которая влияет на качественную величину части массы Мг, участвующей во взрыве;
- в курсовой работе расчеты необходимо выполнить для каждого из 3-вариантов конструкции рабочего места для испытаний: Z=0,6 – с полностью замкнутым объемом; Z=0,3 – с частично замкнутым объемом; Z=0,1 – с полностью закрытым объемом.
2.В соответствии с исходными и установленными для каждого студента вариантом провести расчеты для тротилового эквивалента Wт и величины избыточного давления во фронте ударной волны ∆p.
При этом необходимо учитывать, что теплота сгорания парогазовой смеси(ПГ) «водород+воздух» qпг=116 Мдж/кг, смеси(ПГ) «метан +воздух» qпг=49 Мдж/кг, а тринитротолуола (ТНТ) qт=4,5 Мдж/кг.
3.По результатам расчетов, которые необходимо оформить в таблице 2, построить графики изменения ∆p в зависимости от величины Мг для смесей
водород+воздух и метан +воздух, соответствующие принятым расстояниям R1 и R2.
4.При анализе построенных графиков с использованием данных, известных из научно-технической литературы или рекомендованных преподавателем, определить тип возможных разрушений и расстояние Rдоп, допустимое с точки зрения безопасности проведения испытаний.
Таблица 1
Вариант задания Вид смеси Миним. R1 и максим. R2 расстоянии
2 метан +воздух 250 и 1000 м
Решение
1.Определяем условный тротиловый эквивалент:
Wт = 0,4 qпг Z mпг / 0,9 qт
при Z=0,6
Wт500 = 0,4 49 0,6 500 / 0,9 4,5=1451,85 кг
Wт1000 = 0,4 49 0,6 1000 / 0,9 4,5=2903,70 кг
Wт2500 = 0,4 49 0,6 2500 / 0,9 4,5=7259,26 кг
Wт5000 = 0,4 49 0,6 2500 / 0,9 4,5=14518,52 кг
Wт7500 = 0,4 49 0,6 7500 / 0,9 4,5=21777,78 кг
при Z=0,3
Wт500 = 0,4 49 0,3 500 / 0,9 4,5=725,93 кг
Wт1000 = 0,4 49 0,3 1000 / 0,9 4,5=1451,85 кг
Wт2500 = 0,4 49 0,3 2500 / 0,9 4,5=3629,63 кг
Wт5000 = 0,4 49 0,3 2500 / 0,9 4,5=7259,26 кг
Wт7500 = 0,4 49 0,3 7500 / 0,9 4,5=10888,89 кг
при Z=0,1
Wт500 = 0,4 49 0,1 500 / 0,9 4,5=241,98 кг
Wт1000 = 0,4 49 0,1 1000 / 0,9 4,5=483,95 кг
Wт2500 = 0,4 49 01 2500 / 0,9 4,5=1209,88 кг
Wт5000 = 0,4 49 0,1 2500 / 0,9 4,5=2419,75 кг
Wт7500 = 0,4 49 0,1 7500 / 0,9 4,5=3629,63 кг
Определяем избыточное давление во фронте ударной волны ΔP в случаях взрыва облака стехиометрической смеси у поверхности Земли:
∆P=1,06R+4,3R2+14R3
где
R=Rдоп3Wt
Rдоп. – допустимое расстояние от места взрыва до сооружений промышленной или жилой зон;
Wt – тротиловый эквивалент, определяемый по формуле, которая приведена выше.
при Z=0,6 на расстоянии 250 м
R=25031451,85=22 м
R=25032903,70 =18 м
R=25037259,26 =13 м
R=250314518,52 =10 м
R=250321777,78 =9 м
при Z=0,3 на расстоянии 250 м
R=2503725,93 =28 м
R=25031451,85 =22 м
R=25031209,88=16 м
R=25037259,26 =13 м
R=250310888,89 =11 м
при Z=0,1 на расстоянии 250 м
R=2503241,98 =40 м
R=2503483,95=32 м
R=25031209,88=24 м
R=25032419,75=19 м
R=25033629,63=16 м
при Z=0,6 на расстоянии 250 м
∆P=1,0622+4,3222+14223=0,06 кгс/см2
∆P=1,0618+4,3182+14183=0,08 кгс/см2
∆P=1,0613+4,3132+14133=0,11 кгс/см2
∆P=1,0610+4,3102+14103=0,16 кгс/см2
∆P=1,069+4,392+1493=0,19 кгс/см2
при Z=0,3 на расстоянии 250 м
∆P=1,0628+4,3282+14283=0,04 кгс/см2
∆P=1,0622+4,3222+14223=0,06 кгс/см2
∆P=1,0616+4,3162+1416=0,08 кгс/см2
∆P=1,0613+4,3132+14133=0,11 кгс/см2
∆P=1,0611+4,3112+14113=0,14 кгс/см2
при Z=0,1 на расстоянии 250 м
∆P=1,0640+4,3402+14403=0,03 кгс/см2
∆P=1,0632+4,3322+14323=0,04 кгс/см2
∆P=1,0624+4,3242+1424=0,05 кгс/см2
∆P=1,0619+4,3192+14193=0,07 кгс/см2
∆P=1,0616+4,3162+14163=0,08 кгс/см2
при Z=0,6 на расстоянии 1000 м
R=100031451,85=88 м
R=100032903,70 =70 м
R=100037259,26 =52 м
R=1000314518,52 =41 м
R=1000321777,78 =36 м
при Z=0,3 на расстоянии 1000 м
R=10003725,93 =111 м
R=100031451,85 =88 м
R=100031209,88=94 м
R=100037259,26 =52 м
R=1000310888,89 =45 м
при Z=0,1 на расстоянии 1000 м
R=10003241,98 =161 м
R=10003483,95=127 м
R=100031209,88=94 м
R=100032419,75=75 м
R=100033629,63=65 м
при Z=0,6 на расстоянии 1000 м
∆P=1,0688+4,3882+14883=0,01 кгс/см2
∆P=1,0670+4,3702+14703=0,02 кгс/см2
∆P=1,0652+4,3522+14523=0,02 кгс/см2
∆P=1,0641+4,3412+14413=0,03 кгс/см2
∆P=1,0636+4,3362+14363=0,03 кгс/см2
при Z=0,3 на расстоянии 1000 м
∆P=1,06111+4,31112+141113=0,01 кгс/см2
∆P=1,0688+4,3882+14883=0,01 кгс/см2
∆P=1,0694+4,3942+14943=0,01 кгс/см2
∆P=1,0652+4,3522+14523=0,02 кгс/см2
∆P=1,0645+4,3452+14453=0,03 кгс/см2
при Z=0,1 на расстоянии 1000 м
∆P=1,06161+4,31612+141613=0,01 кгс/см2
∆P=1,06127+4,31272+141273=0,01 кгс/см2
∆P=1,0694+4,3942+14943=0,01 кгс/см2
∆P=1,0675+4,3752+14753=0,01 кгс/см2
∆P=1,0665+4,3652+14653=0,02 кгс/см2
Рис.1
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
