Общие вопросы безопасности жизнедеятельности

  Указания к решению задачи

1. В соответствии с  ПУЭ-2005 для данных из табл. 3 помещение  цеха относится к помещениям  без повышенной опасности.

2. Схема питания электрооборудования  – трехфазная четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью (система TN-C).

3. Принимаю метод защиты  от поражения электрическим током  – защитное отключение.

Методика расчета защитного отключения

Принять, что реле тока включено в цепь заземления корпуса относительно земли; фазное напряжение в сети питания Uф = 220 В; активное сопротивление тела человека Rh = 1000 Ом. При этом величину заземления корпуса относительно земли RЗ необходимо выбрать, руководствуясь требованиями ПУЭ-2005 (см. задачу 2), т.е. RЗ=3 Ом.

1. Определяется ток, проходящий  через реле тока, являющегося  датчиком срабатывания в цепи питания отключающей катушки, А

,                                                   (20)

где Ih — ток, проходящий через тело человека, коснувшегося корпус электроустановки, оказавшегося под напряжением при замыкании одной из фаз питающей сети, А. 

2. Безопасный ток через  тело человека определяется по  формуле Международной электротехнической комиссии (МЭК), А

,                                                   (21)

где tдоп – допустимое время срабатывания отключающей катушки, принимается равным не более 0,1…0,2 с.

 

 

 

Задача 3. Рассчитать в соответствии с СП 12.13130.2009 категорию помещения склада хранения горючих материалов по пожарной и взрывной опасности. Значение берем из таблицы 2.

Таблица 2

Установленная мощность эл.оборудова-ния W, кВт	30
Вредные пары и газы (свойства см. в табл. А.1 приложения А)	Ацетон
Интенсиность газов qг,п, г/ч	1
Масса m, кг	50
Интенсиность влаги qвл, кг/ч	0,5
Площадь неплотностей F, м2	0,1
Кратность k	2

 

Избыточное давление взрыва для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, Cl, Br, I, F, определяют по формуле:

r ,                                  (22)

где Pmax – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоз-душной или паровоздушной смеси в замкнутом  объеме (допускается принимать Pmax = 900 кПа);

Ро – начальное давление, кПа (допускается принимать Ро = 101 кПа);

m – масса горючего газа (ГГ) или паров  легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ),  вышедших в результате  расчетной  аварии в помещение, кг (см. задачу 1, табл. 2);

 Z – коэффициент участия горючего вещества во  взрыве (Z = 0,3);

Vсв – свободный объем помещения, м3 ;

rг,п – плотность газа (пара) при температуре tр, кг/м3.

r ,                            (22)

r ,                                          (23)

r кг/м3

где М – молярная масса, кг/кмоль;

М (С3Н6О)=58,08 г/моль=58,08 *10-3 кг/кмоль;

v0 – мольный объем, равный 22,413 м3/кмоль;

tр – расчетная температура, °С, следует принять tр = tу (см. з. 1);

Сст – стехиометрическая концентрация горючих газов или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле:

b ,                                                     (24)

где β — стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания

b ,                                           (25)

nс, nн, nо, nх — число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

b

 % об.

 

 

Задача 4. Рассчитать ожидаемые материальные и людские потери от прямого попадания молнии в незащищенный открытый склад хранения n резервуаров сжиженных углеводородных продуктов. Каждый резервуар содержит Mр = 60 т продукта (табл. 4).

Ближайший цех машиностроительного предприятия с числом работающих N, чел. (60 чел.), находится на расстоянии R, м, от склада.

 

Таблица 4

 

Показатели	9
Тип продукта	Ацетон
Число резервуаров n	11
Расстояние от склада до цеха R, м	140

 

Приложение А1

Вещество	Химическая формула	Температура вспышки, ˚С	Температура самовоспламенения, ˚С	Характеристика вещества	Теплота сгорания HТ кДж.кг-1	ПДК, мг/м3
Ацетон	С3Н6О	-18	+535	ЛВЖ	31360	200

 

1. Предполагая, что вся  масса горючих веществ переходит  в газообразное состояние, определяют массу тг,п = , т, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологических аппаратов:

           (27)

где z – коэффициент участия во взрыве горючего вещества, который допускается принимать z=0.1

 т

2. Избыточное давление ∆P, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле:

                            (28)

где р0 – атмосферное давление, кПа (для расчетов допускается прини-       мать р0 = 101 кПа);

R – Расстояние от центра газопаровоздушного облака, км;

Q0 – удельная теплота сгорания, Q0=10873 кДж/кг.

 

3. Импульс волны давления i, Па∙с, рассчитывают по формуле

                                                          (29)

 

4. Зная избыточное давление, оценить степень разрушения зданий  и сооружений (табл. 5).

Таблица 5

Степень разрушения зданий и сооружений

Здания и сооружения	Избыточное давление ударной волны Δp, кПа
	200-100	100-50	50-30	30-20	20-10
Производственные, жилые антисейсмической конструкции	б	в	г	Д
Промышленные с металлическим или ж/б каркасом; малоэтажные каменные		а	б	В	В, г
Многоэтажные жилые дома			а	б, в	г, д
Подземные резервуары	а, б	в	г	Д
Частично заглубленные резервуары		а, б	в	Г	Д
Наземные трубопроводы	а, б	б, в	в, г	Г	Д
Ж/д пути	б, в	г	д
Автомобильные дороги	в, г
Грузовые автомобили		а	б	в, г	г, д

Примечание: а – полные разрушения; б – сильные разрушения; в – средние разрушения; г – слабые разрушения; д – повреждения

 

В соответствии со значением , степень разрушения зданий и сооружений:

- в производственных  жилых антисейсмических конструкциях  – средние разрушения;

-промышленные  с металлическим или ж/б каркасом; малоэтажные каменные- полные разрушения;

- подземные резервуары  – средние разрушения;

-частично заглубленные  резервуары- полные разрушения, сильные  разрушения;

- наземные трубопроводы  сильные разрушения, средние разрушения;

- ж/д пути – слабые разрушения;

- грузовые автомобили – полные разрушения.

Таблица 6

Степень поражения людских ресурсов

Избыточное давление ∆P, кПа	Импульс давления i, Па∙с	Степень поражения
20–40		Легкие: легкая контузия, временная потеря слуха, ушибы, вывихи
40–60		Средние: травмы мозга с  потерей сознания, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей, переломы и вывихи конечностей
65,9	100	Пороговые значения
60–100		Тяжелые: повреждения внутренних органов, травмы мозга с длительной потерей сознания, тяжелые формы переломов конечностей
100-240	100-440	Возможен летальный (смертельный) исход
243	440	50%-ное выживание

 

В соответствии с таблицей 6 и значением степень поражения людских ресурсов – Возможен летальный (смертельный исход).

а) ожидаемое число поражений молнией в год зданий или сооружений:

                             nг = (L + 6∙H) ∙ (B + 6∙H) ∙s∙10–6 ,                                        (31)

где L, B, H— соответственно длина, ширина и высота здания или сооружения, м;

s — среднегодовое для данной местности число ударов молнии, при-ходящееся на 1 км2 земной поверхности, которое зависит от интенсивности грозовой деятельности (СО-153-34.21.122–2003), для Саратовской области рекомендуется принять s = 3;

 

б) размеры склада принять равными: высота навеса H = 10 м, длина и ширина принимаются исходя из того, что размер площади, которую занимает каждый резервуар с учетом безопасных расстояний между ними, Lр = 20 м, Bр = 10 м. Поэтому, зная расположение Nр резервуаров (рекомендуется изобразить на схеме) и число рядов по длине NL и ширине NB, имеем:

L = 20∙NL   и  B = 10∙NB ;                                         (32)

L=20*2=40,  B = 10*2=20

в) тип и надёжность молниезащиты обосновать самостоятельно, исходя из характеристик горючих веществ:

Приложение А1

Вещество	Химическая формула	Температура вспышки, ˚С	Температура самовоспламенения, ˚С	Характеристика вещества	Теплота сгорания HТ кДж.кг-1	ПДК, мг/м3
Ацетон	С3Н6О	-18	+535	ЛВЖ	31360	200

 

г) для выбранной надёжности молниезащиты РЗ, типа молниеприёмника (одиночный или двойной стержневой, тросовый, сетчатый) и высоты молниеотвода h расчёт производится по след. зависимостям (табл.7)

– габариты зоны защиты здания склада определяются двумя параметрами: высотой конуса h0,< h,  м, и радиусом конуса на уровне земли r0, м;

– для зоны защиты требуемой надежности Р3  радиус горизонтального сечения rx на высоте hx определяется по формуле:

– для зоны защиты типа А (степень надежности ³ 99,5 %)

h0 = 0,8∙h;    r0 = (1,1 – 0,002∙h) ∙h;

rx = (1,1 – 0,002∙h) ∙ (h – hx/0,85);

где h — требуемая высота молниеприемника, м;

3. Изобразить схематически зону защиты здания.

Расчет зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой

 

Таблица 7

Надежность защиты Р3	Высота молниеотвода h, м	Высота конуса h0, м	Радиус конуса r0, м
0,9	От 0 до 100	0.85h	1.2h
	от 100 до 150	0.85h	[1,2-10-3(h-100)] h
0,99	от 0 до 30	0.8h	0.8 h
	от 30 до 100	0.8h	[0.8-1.43*10-3(h -30)] h
	от 100 до 150	[0.8-10-3(h-100)]h	0.7h
0,999	от 0 до 30	0.7h	0.6h
	от 30 до 100	[0.7-7.14*10-3(h-30)]h	[0.6-1.43*10-3(h-30)]h
	от 100 до 150	[0.65-10-3(h-100)]h	[0.5-2*10-3(h-100)]h