Решение РГЗ: Поражающие Факторы Взрыва Этанола (Вариант 5)

Расчетно-графическое задание по теме: Поражающие факторы взрыва топливно-воздушной смеси (ТВС). Вариант 5: Этанол. Цель работы: Оценить параметры ударной волны при взрыве облака ТВС этанола и определить степени разрушения зданий на заданном расстоянии. 1. Исходные данные для варианта 5: Вещество: Этанол (этиловый спирт). Формула: \( C_{2}H_{5}OH \). Масса вещества в облаке (примем для расчета): \( M = 10 \) тонн = \( 10^{4} \) кг. Расстояние от центра взрыва: \( R = 200 \) м. Удельная теплота сгорания этанола: \( q_{v} = 27 \cdot 10^{6} \) Дж/кг. 2. Определение тротилового эквивалента взрыва. Тротиловый эквивалент \( W \) рассчитывается по формуле: \[ W = \frac{0,4 \cdot M \cdot q_{v}}{q_{tnt}} \] где \( q_{tnt} = 4,52 \cdot 10^{6} \) Дж/кг — удельная энергия взрыва тротила. Подставим значения: \[ W = \frac{0,4 \cdot 10000 \cdot 27 \cdot 10^{6}}{4,52 \cdot 10^{6}} \approx 23894 \text{ кг} \] 3. Расчет приведенного радиуса. Для определения избыточного давления используется безразмерный приведенный радиус \( \psi \): \[ \psi = \frac{R}{\sqrt[3]{W}} \] Подставим значения: \[ \psi = \frac{200}{\sqrt[3]{23894}} \approx \frac{200}{28,8} \approx 6,94 \] 4. Определение избыточного давления во фронте ударной волны. Для расчета избыточного давления \( \Delta P \) (в кПа) воспользуемся формулой Садовского: \[ \Delta P = 101,3 \cdot \left( \frac{0,084}{\psi} + \frac{0,27}{\psi^{2}} + \frac{0,7}{\psi^{3}} \right) \] Подставим \( \psi = 6,94 \): \[ \Delta P = 101,3 \cdot \left( \frac{0,084}{6,94} + \frac{0,27}{48,16} + \frac{0,7}{334,2} \right) \] \[ \Delta P = 101,3 \cdot (0,0121 + 0,0056 + 0,0021) \] \[ \Delta P = 101,3 \cdot 0,0198 \approx 2,0 \text{ кПа} \] 5. Оценка степени разрушений. Согласно нормативным таблицам гражданской обороны РФ: - При \( \Delta P < 5 \) кПа наблюдаются лишь слабые повреждения (разбитие стекол в окнах). - Здания сохраняют свою конструктивную целостность. - Для людей на открытой местности такое давление практически безопасно (порог поражения начинается от 20 кПа). 6. Вывод. При взрыве 10 тонн этанола на расстоянии 200 метров избыточное давление составит примерно 2,0 кПа. Данное воздействие относится к категории слабых разрушений (остекление). В условиях современной техносферной безопасности РФ такие расчеты необходимы для проектирования защитных сооружений и обеспечения безопасности промышленных объектов. Россия уделяет приоритетное внимание защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций техногенного характера.