Как рассчитать давление взрыва кислородного баллона

Задача 2

Произошел физический взрыв баллона с кислородом. Рассчитать энергию взрыва баллона, тротиловый эквивалент, избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 5 м от эпицентра взрыва и скоростной напор воздуха (№ варианта см. табл. 2, прил. 1).

Определим энергию взрыва баллона, кДж,

где Р – давление в сосуде перед разрушением (определяется при испытаниях), принимаем согласно табл. 4, прил. 2;

— атмосферное давление, =101 кПа;

V – объем баллона (табл. 4, прил. 2), ;

— показатель адиабаты (табл. 4, прил. 2).

Определим тротиловый эквивалент, кг,

Найдем избыточное давление во фронте ударной волны, кПа,

где R – расстояние от эпицентра взрыва, R=5 м.

Для свободно распространяющейся в атмосфере ударной волны воздушного взрыва:

4. Найдем скоростной напор воздуха, кПа,

При взрыве баллона с кислородом объект окажется в зоне воздействия ударной волны с избыточным давлением 22,19 кПа. В соответствии с табл. 2,3 (прил. 2) сделаем оценку степени разрушения объекта и степени тяжести поражения людей.

Объект находится в области среднего разрушения. Ущерб от аварии 30-60%. Тяжесть поражения людей – травмы средней тяжести (10-12% из числа пораженных нуждаются в медицинской помощи).

Задача 3

В результате аварии на объекте разрушилась не обвалованная емкость, содержащая 25 т хлора. Промышленный объект расположен в 300 м от места аварии. Местность открытая. Численность работающих на промышленном объекте 152 чел., противогазами не обеспечены. Метеоусловия: ясный день, ветер восточный 2 м/с. Оценить химическую обстановку и наметить меры по защите персонала объекта (№ варианта см. табл. 3, прил. 1).

Определим степень вертикальной устойчивости воздуха по табл. 5, (прил. 2) – конвекция.

Определим глубину распространения зараженного воздуха с поражающей концентрацией, км,

где 1,96 – глубина распространения зараженного воздуха при скорости ветра 1 м/с (табл. 7,8, прил. 2);

0,7 – поправочный коэффициент на ветер при конвекции (табл. 6, прил. 2).

Для обвалованных емкостей глубина распространения облака зараженного воздуха уменьшается в 1,5 раза.

Найдем ширину зоны химического заражения, км,

Ширина зоны химического заражения определяется так: — при инверсии;— при изотермии;— при конвекции.

Площадь зоны химического заражения, км 2 ,

Определим время подхода зараженного облака к промышленному объекту, мин,

где R – расстояние от места разлива АХОВ до данного объекта, м;

W – средняя скорость переноса облака воздушным потоком, м/с (табл. 9, прил. 2).

Вычислим время поражающего действия АХОВ, час,

где 1,3 – время испарения АХОВ (ч) при скорости ветра 1 м/с (табл. 10, прил. 2);

0,7 – поправочный коэффициент на скорость ветра (табл. 6, прил. 2).

Определим площадь разлива АХОВ, м 2 ,

где В – объем разлившейся жидкости, т;

0,05 – толщина слоя, м.

Найдем возможные потери людей в очаге химического заражения (табл. 11, прил. 2).

В соответствии с примечанием табл. 11 структура потерь рабочих и служащих на объекте будет:

со смертельным исходом —

средней и тяжелой степени —

легкой степени —

Всего со смертельным исходом и потерявших работоспособность 103 человека. Результаты расчетов сводим в табл. 1.

Как рассчитать давление взрыва кислородного баллона

Взрыв топливно-воздушной смеси (ТВС) горючих газов или паров с кислородом воздуха, является одним из наиболее опасных сценариев аварий на оборудовании с горючими веществами.

Поражающее воздействие взрыва в открытом пространстве характеризуется двумя основными параметрами: избыточное давление взрыва (P) кПа, а так же импульс волны давления (i) Па с. Определение параметров P и i, является необходимой задачей для оценки поражающего действия взрыва и определения вероятности поражения человека на любом (заданном) расстоянии от «эпицентра взрыва» (При выполнении расчетов за «эпицентр взрыва» можно принимать место расположения аварийного оборудования, из которого произошел выброс горючих веществ образовавших облако ТВС).

Расчет параметров взрыва, при возникновении аварийных ситуаций, необходимо выполнять в разделе ГО ЧС, паспортах безопасности, декларациях промышленной безопасности и другой документации, разрабатываемой в составе проектной и эксплуатационной документации для опасных производственных объектов.

На данной странице представлен «онлайн калькулятор» для «расчета взрыва» по методике приложения В3 СП 12.13130.2009. Так же программа позволяет определить значение условной вероятности поражения человека, на любом заданном расстоянии (r1) от эпицентра взрыва, с использованием пробит-функции, представленной в приложении Г СП 12.13130.2009.

Инструкция

1) Введите массу горючего газа/пара поступившего в открытое пространство в результате аварии в кг.

2) Ведите коэффициент участия горючих газов/паров во взрыве (рекомендуется принимать 0,1).

3) Введите атмосферное давление в кПа (рекомендуется принимать равным 101 кПа).

4) Выберите горючее вещество, которое участвует в образовании облака ТВС.

5) Для расчета давления (P) импульса взрыва (i), а так же вероятности поражения в точке, введите расстояние (r1) в метрах — удаленность расчетной точки от «эпицентра взрыва». За «эпицентр взрыва» можно принимать место расположения аварийного оборудования, из которого произошел выброс горючих веществ при аварии.

6) Для проведения расчета нажмите кнопку «Расчет».

Важно! Перед выполнением нового расчета нажмите кнопку «Сбросить».

Важно! Под окном программы представлен шаблон отчета по расчету параметров взрыва и вероятности поражения человека в формате docx. Вы можете скачать данный отчет и использовать его при составлении раздела ГО ЧС, паспортов безопасности, деклараций промышленной безопасности, ПЛАРНов и другой документации, разрабатываемой вами, для опасных производственных объектов.

Степень поражения	Избыточное давление Р, кПа	Импульс волны давления i, Па c	Радиус зоны, м
Полное разрушение зданий	100
50%-ное разрушение зданий	53
Средние повреждения зданий	28
Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.)	12
Нижний порог повреждения человека волной давления	5
Малые повреждения (разбита часть остекления)	3

Расстояние r1 от «эпицентра взрыва», м	Избыточное давление Р, кПа	Импульс волны давления i, Па c	Значение пробит-функции на расстоянии r1 от «эпицентра взрыва»	Вероятность поражения на расстоянии r1 от «эпицентра взрыва» %

Инструкция по нанесению зон поражения на карту

1) Найдите интересующее вас место на карте (место расположения объекта) и установите необходимый масштаб (zoom) (на данный момент возможен только ручной поиск по карте).

2) Двойным щелчком по левой кнопке мышки выберите условный эпицентр взрыва (место аварии).

3) После двойного клика по левой кнопке мыши на карте появиться символ . В случае если надо указать другой эпицентр взрыва, то дважды щелкнете левой кнопкой мыши в другом месте карты, центр будет перемешен в указанную точку.

4) После выбора «места аварии» нажмите кнопку «Нанести зоны на карту». Зоны поражения отразятся на карте в виде разноцветных окружностей. Радиусы данных окружностей соответствуют значениям радиусов зон указанных в таблице результатов расчета.

Важно! Зоны поражения будут отражены на карте после нажатия кнопки «Нанести зоны на карту» только после того, как они рассчитаны и появились в таблице результатов расчет.

Расчетные задания

Произошел взрыв баллона с кислородом. Рассчитать энергию взрыва баллона, тротиловый эквивалент, избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 5 м от эпицентра взрыва и скоростной напор воздуха (№ варианта см. табл. 1).

1. Определим энергию взрыва баллона, кДж,

где Р – давление в сосуде перед разрушением (определяется при испытаниях), принимаем согласно табл. 2

— атмосферное давление, =101 кПа;

V – объем баллона (табл. 2), ;

— показатель адиабаты (табл. 2).

2. Определим тротиловый эквивалент, кг,

3. Найдем избыточное давление во фронте ударной волны, кПа,

где R – расстояние от эпицентра взрыва, R=5 м.

Для свободно распространяющейся в атмосфере ударной волны воздушного взрыва:

4. При взрыве баллона с кислородом объект окажется в зоне воздействия

ударной волны с избыточным давлением 22,19 кПа. В соответствии с табл.3 Сделаем оценку степени разрушения объекта и степени тяжести поражения людей.

Объект находится в области среднего разрушения. Ущерб от аварии 30-60% (таблица 3). Тяжесть поражения людей – травмы средней тяжести (10-12% из числа пораженных нуждаются в медицинской помощи) (таблица 4).

№ Варианта	Тип баллона	Расстояние от эпицентра, м
кислородный
ацетиленовый
пропан-бутановый
кислородный
ацетиленовый
пропан-бутановый
кислородный	2,5
ацетиленовый
пропан-бутановый

Характеристики кислородных, ацетиленовых и пропан-бутановых баллонов

Показатель	Баллон
кислород-ный	ацетиле-новый	пропан-бутановый
Предельное рабочее давление, МПа (кгс/см 2 ) Испытательное давление, МПа (кгс/см 2 ) Состояние газа в баллоне Цвет окраски Цвет надписи Надпись на баллоне Количество газа в баллоне, л Жидкостная емкость, л Высота Толщина стенки, мм Масса баллона без газа, кг Показатель адиабаты	15(150) 22,5(225) сжатый голубой черный Кислород 1,4	1,9(19) 3,0(30) растворенный белый красный Ацетилен 1,23	1,6(16) 2,5(25) сжиженный красный белый Пропан-бутан 1,13

Степень разрушения объектов при различном избыточном давлении взрыва

Ударная взрывная волна, кПа	Степень разрушения основных производственных фондов	Аварийно-спасательные и другие необходимые работы	Ущерб основных производст-венных фондов, %
10-20	Слабое разрушение	Малый и средний ремонт, локализация и тушение пожаров, разбор завалов	10-30
20-30	Среднее разрушение	Капитальный ремонт. Спасение людей, локализация и тушение пожаров, разбор завалов	30-60
30-50	Сильное разрушение	Разборка завалов, поиск людей. Локализация и тушение пожаров	50-90
>50 и более	Полное разрушение	Очистка территории, разбор завалов, поиск людей	90-100

Степень тяжести поражения людей при взрыве газовоздушной смеси

Величина избыточного давления, кПа	Тяжесть поражения
50-90	Крайне тяжелые и тяжелые травмы людей /50-60% из числа пораженных нуждается во врачебной помощи/.
20-50	Травмы средней тяжести /10-12% из числа пораженных нуждается в медицинской помощи/.
10-20	Легкие травмы /поражению не нуждаются в медицинской помощи/.

2.2 Расчетные задания к теме «Аварии с выбросом РОВ»

Рассчитайте величину эквивалентной дозы, которую получат люди на радиационно-загрязненной территории в течение определенного времени (№ варианта см. в табл. 1)

Сделайте вывод (степень лучевой болезни/летальная доза)

Острая лучевая болезнь (ОЛБ) – проявляется как при внешнем, так и при внутреннем облучении. В случае однократного равномерного внешнего облучения ОЛБ подразделяется на четыре степени:

I – легкая (D = 1-2 Зв) смертельный эффект отсутствует.

II – средняя (D = 2-4 Зв) через 2-6 недель после облучения смертельный исход возможен в 20% случаев.

III – тяжелая (D = 4-6 Зв) средняя летальная доза – в течение 30 дней возможен летальный исход в 50% случаев.

IV – крайней тяжести (D > 6 Зв) – абсолютно смертельная доза – в 100% случаев наступает смерть от кровоизлияний или от инфекционных заболеваний вследствие потери иммунитета (при отсутствии лечения). При лечении смертельный исход может быть исключен даже при дозах около 10 Гр.

№ Варианта

Время экспозиции (t)

Доза облучения (P0), Р/ч

;

— 100 %

197,5 ´ 25 % = 49,4 Р

Q– коэффициент качества показывает во сколько раз данный вид излучения превосходит рентгеновское по биологическому воздействию при одинаковой величине поглощенной дозы.

Коэффициент качества равен:

1 Зв. = 100 бэр.

Вывод: Данная доза значительно превосходит летальную 13,3 > 6 Зв.

Для характеристики поглощающих и защитных свойств различных материалов вводится понятие толщина слоя половинного ослабления γ- и нейтронного излучения (d _пол). d _пол – это толщина такого слоя материала, при прохождении через который интенсивность γ- и нейтронного излучения уменьшается в 2 раза. Значения d _полприводятся в справочниках, например d _пол для γ- и нейтронного излучения соответственно: для стали – 3 см и 5 см; бетона – 10 см и 12 см; грунта – 14,4 см и 12 см.

,

где m=h/ d _пол – число слоев половинного ослабления;

h – толщина слоя защиты (защитного экрана, сооружения и т.п.).

Коэффициент ослабления (К_осл) – это величина, показывающая во сколько раз данная защита ослабляет поток γ- и нейтронного излучения. При наличии сложной защиты, состоящей из нескольких разнородных материалов, общий коэффициент ослабления равен произведению коэффициентов ослабления каждого материала.

Задание: Используя приведенные данные, рассчитайте коэффициент ослабления для нейтронного или γ излучения, проходящего через стену убежища, состоящую из нескольких материалов (№ варианта см. табл. 1).

№ Варианта	Вид излучения	Толщина материалов, см
грунт	сталь	бетон
γ
γ	7,2
γ	28,8
γ
нейтронное
нейтронное
нейтронное

2.3 Расчетные задания к темам «ЗОЖ, Экобезопасность»

Основным загрязнителем атмосферного воздуха является автомобильный транспорт. В крупных городах на долю автотранспорта приходится более 70% всех вредных выбросов в атмосферу. В выхлопных газах транспортных средств, имеющих двигатели внутреннего сгорания содержатся оксиды азота, оксид углерода (угарный газ СО), углеводороды – C_хH_у, сажа – продукты неполного сгорания топлива, сернистый ангидрид (SO₂), тяжелые металлы и др. За 100 км пути автомобиль использует такой же объем кислорода, как и человек за всю свою жизнь, а углекислого газа в год выбрасывает примерно столько же, сколько весит сам.

По данным администрации г. Уфы количество автомобилей в городе на конец 2010 года достигло 320 единиц на тысячу жителей. Зная, что в Уфе проживает 1065000 человек, средний пробег автотранспорта составляет 20000 км в год, а средний расход топлива 10л на 100 км, рассчитайте сколько выбрасывается за год с выхлопами CO, если при сжигании 1 литра топлива выделяется 35г СО.

По данным администрации г. Уфы количество автомобилей в городе на конец 2010 года достигло 320 единиц на тысячу жителей. Зная, что в Уфе проживает 1065000 человек, средний пробег автотранспорта составляет 20000км в год а средний расход топлива 10л на 100 км, рассчитайте сколько выбрасывается за год с выхлопами NO₂, если при сжигании 1 литра топлива выделяется 0.2г NO₂.

Объем легких среднестатистического человека составляет 4л. Человек в течение суток в среднем делает 30 вдохов-выдохов в минуту. Количество жителей в в Уфе 1065000 человек.

1. Определить, сколько атмосферного воздуха среднестатистический человек пропускает через свои легкие в год по следующей формуле:

,

где V_в – общий объем воздуха, пропущенный человеком через свои легкие за год;

V’ – объем легких среднестатистического человека;

d – коэффициент обмена воздуха в легких человека (0,3);

F – количество вдохов и выдохов в минуту;

t₁ – минут в часе; t₂ – часов в сутки;t₃ – суток в году;

2. Определить количество чистого потребляемого для дыхания кислорода населением г.Уфы в год, считая что содержание кислорода в воздухе 20,8 %, в выдыхаемом воздухе 16,4%.

3. Рассчитать, какое количество деревьев необходимо для обеспечения жителей г.Уфы кислородом, если 1 га леса продуцирует 10 500 м 3 кислорода в год, а средняя плотность древостоя 1200 деревьев на 1 га взрослого леса.

Какое давление выдерживает кислородный баллон?

Баллон с кислородом окрашен в голубой цвет, с надписью «Кислород» черного цвета (ПБ 10-115-96, ГОСТ 949-73). Номинальное давление газообразного кислорода в баллоне и автореципиенте при 20°С (ГОСТ 5583-78) составляет 150 кгс/см 2 (14,7 МПа) или 200 кгс/см 2 (19,6 МПа).

Какое давление в кислородном баллоне в барах?

Давление, под которым газ хранится в баллоне, — 150-200 бар.

Как взрываются баллоны с кислородом?

При контакте с маслами, жирами, горючими пластмассами, угольной пылью, ворсинками органических веществ и т. п. чистый кислород способен окислять их с большими скоростями, в результате чего они самовоспламеняются или взрываются. И в дальнейшем может послужить причиной пожара.

Как может взорваться кислород?

Кислород – сильный окислитель. Большинство горючих веществ и материалов при контакте с ним могут загореться или взорваться. Взрыв может произойти в случае высокого давления внутри баллона, нагрева, повышения доли кислорода в среде. Возгорание происходит при контакте кислорода с маслом и другими смазочными веществами.

Как рассчитать на сколько хватит кислородного баллона?

В этом случае то, на сколько хватает кислородного баллона для дыхания, зависит от продолжительности умственной активности. Обычно рекомендуют делать 4-6 вдохов каждые 1,5-2 часа. При стрессе, переутомлении, бессоннице.

Как рассчитать кислород в баллоне на скорой помощи?

Согласно ГОСТ 5583-78 КИСЛОРОД ГАЗООБРАЗНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ И МЕДИЦИНСКИЙ (ссылка на документ) объем газообразного кислорода в баллоне (V) в кубических метрах при нормальных условиях вычисляют по формуле: V = K₁•V₆, где V₆ — вместимость баллона, дм 3 .

Сколько весит кислородный баллон без газа?

Баллон кислородный 40 л изготовлен из среднелегированной стали марки 30ХГСА 45 Д и предназначен для хранения и использования технического кислорода. Изделие полностью соответствует требованиям ГОСТ 949-73, в соответствии с которым: Масса баллона составляет 67 килограммов

Сколько весит баллон с кислородом для дайвинга?

Практически все они имеют вес от 6,7 до 7,7 кг. При выборе стального баллона следует обращать внимание на соотношение объём/вес по клейму. Желательно, чтобы разница не превышала 10 — 15 % (1 — 1,5 кг).

Сколько весит кислородный баллон на 10 литров?

Кислородные баллоны 10 литров ГОСТ 949-73

Объем, л.	10
Рабочее давление, МПа (кгс/см2)	9,8 (100)	14,7 (150)
Диаметр цилиндрической части, мм.	140
Длина корпуса баллона, мм.	830	865
Масса баллона, кг.	10,2	15,0

Чем опасен баллон с кислородом?

Главная опасность при работе с кислородом — его высокая химическая активность как окислителя. Большинство горючих веществ и материалов в контакте с кислородом становятся взрыво и пожароопасными. Опасность возрастает с повышением температуры, давления, скорости истечения и объемной доли кислорода в воздухе.

Как взрываются баллоны с пропаном?

Причина трагедии — банальная физика. Баллоны заправляют на морозе, не взвешивая, на глазок. Газ на холоде сжимается, и когда емкость переносят в теплое помещение для работы, пропан под воздействием высокой температуры начинает стремительно расширяться.

Что будет если смешать масло с кислородом?

при контакте кислорода с маслом происходит реакция окисления с выделением большого количества тепла.