На ТЭЦ-1, Одесская, 1, г. Тюмень имеется котлоагрегаты марки ГМ-50-14-250, работающие на природном газе.
Котлоагрегат ГМ-50-14 предназначен для работы на природном газе и мазуте. Производительность – 50 т/час. Топочная камера котла шахтная объемом V=133 м3 (4 котла).
Давление пара в барабане Рг, пара – 1,6 Мпа = 16·105 Па. Температура перегретого пара ‒ 250ºC. Котлоагрегат двух барабанный с естественной циркуляцией, секционирован на ряд крупных блоков.
Сделать прогноз возможной степени разрушения цеха ТЭЦ, многоэтажных кирпичных зданий (более 3 х этажей) вблизи и поражение людей на R=100м, 350м при взрыве парового котла V=133м3, Pг.пара=16·105(Па), Р0=105 (Па), размеры котла длина 11,3 м, внутренний радиус барабана котла r=1476 мм, толщина стенки δ=36 мм, γ=1,135 (методика расчета взрыва емкостей).
Нанести на карту дальность разлета осколков зданий Lх, показать цвет радиуса по степени разрушения (если сильная – красным, средняя степень – зеленым, слабая – синим).
Решение
Определяем энергию взрыва емкости (котла), Дж:
, (1.1)
где Рг – давление газа в емкости, Па;
Р0 – атмосферное давление, Па
V 0 – объем емкости, м3;
γ – значение показания адиабаты (см. прил.1, табл. 1).
Е = 1600000·1331,135-1∙1-100000016000001,135-11,135 = 85702646 Дж
2) Определяем массу эквивалентного заряда, кг (с учетом соотношения Еуд.в.=0,6 Е):
, (1.2)
где Еуд.в. – энергия, идущая на образование ударной волны;
Q × V ТНТ ‒ теплота взрыва взрывчатого вещества, кДж/кг для природного газа 4,4×107 Дж/кг; для тротила Q × V ТНТ = 4,5×106 Дж/кг.
Gэ = 0,6∙857026464,4∙107 = 1,17 кг
3) Определяется избыточное давление во фронте ударной волны (кПа) на расстоянии R, м:
, (1.3)
где Gэ – масса эквивалентного заряда, кг
∆Рср = 100,066/R + 432,71/R2 + 1519,27/R3
R=100м
∆Рср = 100,066/100 + 432,71/1002 + 1519,27/1003 = 1,05 кПа
R=350м
∆Рср = 100,066/350 + 432,71/3502 + 1519,27/3503 = 0,003 кПа
R=5м
∆Рср = 100,066/5 + 432,71/52 + 1519,27/53 = 49,48 кПа
4) Определим в зависимости от величины ΔРср степень разрушения зданий и степень поражения людей (см
. прил.1, табл. 2, 3)
На расстоянии 5 м от котла кирпичные (более 3-х этажей) здания получат сильные разрушения, здание ТЭЦ будет полностью разрушено.
На расстоянии 100 м разрушений и поражения людей не будет, на расстоянии 350 м разрушений и поражения людей также не будет
5) Определим дальность разлета осколков.
Дальность разлета осколков зданий, сооружений и вулканических камней Lmax, м, определяется по формуле:
, (1.4)
где g – ускорение свободного падения, g= 9,81 м/с2;
V0 – начальная скорость полета осколков, м/с, вычисляется по соотношению:
, (1.5)
где М0 – суммарная масса осколков, равная массе резервуара, емкости, кг;
М – масса горючего вещества, кг;
Qv – удельная теплота взрыва вещества, Дж/кг;
Е – энергия взрыва, Дж.
Тогда:
, (1.6)
где М0 – суммарная масса осколков, равна массе варочного котла, резервуара, кг;
Е – энергия, идущая на образования ударной волны, Дж.
Суммарная масса осколков М0, равна массе варочного котла, кг:
, (1.7)
где d – удельный вес железа (металла) d=7,8 г/см3;
δ – толщина оболочки, см;
r , r 1 – внешний и внутренний радиус емкости (котла), см;
h – длина цилиндрической емкости (котла), см
Внешний и внутренний радиус определяются исходя из технических характеристик котла (геометрических размеров и объема топочной камеры, а также толщин стенки)
М0=3,14·7800·11,3·(1,4762 ‒ 1,442) + 2·3,14·1,442·3,6·7800=394,7 т
V02 = 0.2·85702646·2394700= 86,8
Lmax = 86.89.8 = 8,86 м
Дальность полета осколков будет от котла, м:
, (1.8)
где Gэ – масса эквивалентного заряда, кг
Lx = 238·31,17 = 250,7 м
Так как взрыв происходит в ограниченном пространстве, то дальность полета ограничивается условием:
.
20573915240003282316140017400
250,7 м
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
