Решение РГЗ: Поражающее Действие Взрыва Топливно-Воздушной Смеси (Октан 9 тонн)

Расчетно-графическое задание Тема: Поражающее действие взрыва топливно-воздушной смеси Исходные данные: Вещество: Октан Масса вещества: \( M = 9 \) тонн = \( 9000 \) кг Вариант: 5 1. Определение тротилового эквивалента взрыва Для оценки масштабов разрушений массу горючего вещества переводят в тротиловый эквивалент. Расчет производится по формуле: \[ G_{тн} = 0,4 \cdot \frac{Q_{сгор}}{Q_{тнт}} \cdot M \cdot Z \] Где: \( Q_{сгор} \) — удельная теплота сгорания октана, \( 44400 \) кДж/кг; \( Q_{тнт} \) — удельная теплота взрыва тротила, \( 4520 \) кДж/кг; \( Z \) — коэффициент участия взвешенного вещества во взрыве (принимаем \( 0,1 \) для открытого пространства); \( M \) — масса вещества, \( 9000 \) кг. Подставим значения: \[ G_{тн} = 0,4 \cdot \frac{44400}{4520} \cdot 9000 \cdot 0,1 \] \[ G_{тн} \approx 0,4 \cdot 9,82 \cdot 900 = 3535,2 \text{ кг} \] Принимаем тротиловый эквивалент \( G_{тн} \approx 3,54 \) тонны. 2. Расчет избыточного давления во фронте ударной волны Избыточное давление \( \Delta P \) (в кПа) на расстоянии \( R \) от центра взрыва определяется по закону подобия. Для примера рассчитаем давление на расстоянии \( R = 100 \) метров. Сначала найдем приведенный радиус: \[ \psi = \frac{R}{\sqrt[3]{G_{тн}}} \] \[ \psi = \frac{100}{\sqrt[3]{3535,2}} \approx \frac{100}{15,23} \approx 6,56 \] Для полученного значения \( \psi \) избыточное давление рассчитывается по формуле: \[ \Delta P = \frac{106}{\psi} + \frac{430}{\psi^2} + \frac{1400}{\psi^3} \] \[ \Delta P = \frac{106}{6,56} + \frac{430}{43,03} + \frac{1400}{282,3} \] \[ \Delta P \approx 16,16 + 9,99 + 4,96 = 31,11 \text{ кПа} \] 3. Оценка степени разрушений Согласно нормативам ГОСТ и требованиям гражданской обороны, определим характер разрушений при \( \Delta P = 31,11 \) кПа: - Полное разрушение (\( \Delta P > 100 \) кПа): не наблюдается. - Сильное разрушение (\( \Delta P \approx 70-100 \) кПа): не наблюдается. - Среднее разрушение (\( \Delta P \approx 30-70 \) кПа): повреждение внутренних перегородок, крыш, окон и дверей. Здания требуют капитального ремонта. - Слабое разрушение (\( \Delta P \approx 10-30 \) кПа): повреждение остекления и легких конструкций. Вывод: На расстоянии 100 метров от места взрыва 9 тонн октана здания получат средние разрушения. 4. Определение зон поражения Зона смертельного поражения для людей (без укрытий) возникает при \( \Delta P > 60-100 \) кПа. Зона тяжелых травм: \( 40-60 \) кПа. Зона средних травм: \( 20-40 \) кПа. Таким образом, на расстоянии 100 метров люди, находящиеся вне укрытий, могут получить травмы средней степени тяжести (контузии, повреждения слуха). Заключение: В ходе выполнения РГЗ были рассчитаны параметры взрыва октана массой 9 тонн. Установлено, что тротиловый эквивалент составляет 3,54 тонны. Безопасное расстояние для остекления зданий (где давление упадет ниже 2-3 кПа) составит более 500 метров. Данные расчеты необходимы для разработки планов мероприятий по защите населения и территорий в рамках обеспечения национальной безопасности России.