Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов Фам Куок Хунг

Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов
<
Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Фам Куок Хунг. Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов : дис. ... канд. техн. наук : 05.13.18 Тула, 2006 118 с. РГБ ОД, 61:07-5/1759

Содержание к диссертации

Введение

1. Методы расчета основных параметров ударных волн при взрыве зарядов конденсированного вв 8

1.1. Исходные положения 8

1.2. Методы расчета параметров ударных волн 11

1.3. Методики расчета опасных зон при взрыве зарядов ВВ 23

1.4. Выводы. Постановка задач исследования 25

2. Разработка математической модели процесса распространения ударной волны 28

2.1. Предварительные замечания 28

2.2. Модель процесса распространения ударной волны 30

2.3. Численная реализация модели 33

2.4. Формирование начальных условий 38

2.5. Тестирование модели 45

2.6. Выводы 50

3. Методика расчета опасных зон при авариях взрывного типа в промышленности 52

3.1. Критерии поражающего воздействия 52

3.2. Методика расчета опасных зон 60

3.3. Выводы 69

4. Применение методики для прогнозирования опасных зон при авариях 70

4.1. Расчет опасных зон при взрывных авариях на хранилищах ВМ 70

4.2. Выбор рациональных параметров обваловки склада 79

4.3. Расчет опасных зон при ведении взрывных работ 87

4.4. Пример расчета опасных зон при аварии в хлораторной 94

4.5. Выводы 105

Заключение 107

Библиографический список 108

Введение к работе

В настоящее время в гражданской промышленности достаточно широко используются взрывчатые вещества (ВВ). В частности они нашли применение в различных отраслях горнодобывающей, металлургической и строительной промышленности [2, 13, 49, 51]. К сожалению, даже в настоящее время при соблюдении строжайших мер безопасности, нередко происходят аварийные случаи самопроизвольной детонации ВВ. Подобные аварии сопровождаются значительными разрушениями на прилегающих к аварийному объекту территориях, а зачастую и жертвами среди обслуживающего персонала [86, 51].

В 1983 году, на юге Вьетнама произошло чрезвычайное происшествие, когда от суровой тропической жары возник пожар в одном хранилище взрывчатых материалов (хранилище №15) [86]. В этом месте сберегались различные виды взрывчатых материалов (ВМ) 5-й категории. Пожар привел к возникновению самопроизвольной детонации и последующему подрыву всей массы хранящегося ВВ. Мощность взрыва составила порядка 0,4 килотонны тротилового эквивалента. В результате 4 хранилища были уничтожены полностью, а 22 других промышленных объекта, расположенных в близости от эпицентра взрыва претерпели разрушения тяжелой и средней степени.

В сентябре того же 1983 года произошла еще одна трагедия, которая уже сопровождалась и человеческими жертвами. Из-за неосторожности при перевозке ВВ взорвалось хранилище бризантного ВВ гексоген (хранилище №20). В результате этого погибли 33 человека обслуживающего персонала, расположенного в непосредственной близости от хранилища, один человек погиб на технической территории в результате поражения ударной волной и осколками. На месте расположения хранилища №20 образовалась крупная воронка диаметром 10-15 м, глубиной 10 м. Двенадцать прилегающих хранилищ были полностью разрушены, 21 хранилище разрушено частично, 13 остальных хранилищ слабо повреждены. Несмотря на соблюдение всех норм и требований безопасности, в прилегающем населенном пункте также были потери, обусловленные воздействием ударной волны - погибли 3 человека, более трех десятков зданий было разрушено и нуждалось в капитальном ремонте. Общий экономический ущерб составил сотни миллиардов вьетнамских донгов (сотни миллионов рублей).

В истории развития горной промышленности, как во Вьетнаме, так и в других странах не мало таких аварий. Анализ последствий данных аварий показывает на то, что основным фактором, определяющим воздействие на окружающую среду при детонации ВВ большой массы, является ударная волна (УВ). Именно ее воздействие на промышленные объекты приводит к столь катастрофическим последствиям.

Следует отметить, что практически во всех проанализированных авариях были соблюдены требования по минимальному расстоянию между аварийно опасными и другими прилегающими объектами. Между тем, как видно из приведенных примеров, этого оказалось недостаточно. Причина, на наш взгляд, кроется в следующем. Существующие во Вьетнаме нормы и правила по хранению, транспортировке и эксплуатации промышленных ВВ [97] основаны на известных методиках, разработанных эмпирически применительно к равнинной местности европейской территории [8, 14, 31, 65]. На территории же Вьетнама, характеризующейся наличием высоких горных массивов, процесс распространения ударной волны имеет сложный характер, что накладывает существенное ограничение на использование данных методик. Совершенно очевидно, что возникает необходимость в разработке новых методов расчета безопасных расстояний и оптимизации средств и методов защиты от ударной волны, вызванной взрывной аварийной ситуацией. Данные методики должны быть основаны на точном математическом описании картины процессов распространения УВ в условиях сложного рельефа местности и ее застройки промышленными объектами.

В соответствии со сказанным была сформулирована цель диссертационной работы - повышение безопасности хранения и эксплуатации взрывчатых веществ за счет заблаговременного прогнозирования возможных последствий аварийных ситуаций, вызванных случайным взрывом.

Работа состоит из четырех разделов.

В первой главе работы приводится описание физических процессов, протекающих при формировании и распространении ударной волны, приводятся основные характеристики волны и методы их расчета. Отдельное внимание уделено анализу известных методик расчета опасных зон при аварийных ситуациях взрывного типа. Проведенный анализ позволил выявить следующие задачи работы:

Разработка математической модели, описывающей процесс возникновения и последующего движения ударной волны, вызванной подрывом заряда конденсированного взрывчатого вещества, в условиях сложного рельефа прилегающих территорий.

Разработка и тестирование программного обеспечения для расчета процесса распространения ударной волны в условиях сложного рельефа местности.

Разработка методики оценки опасных зон, возникающих в случае аварийных взрывных ситуаций.

Обоснование и выбор рекомендаций по снижению воздействия ударных волн на объекты при взрывных авариях.

Вторая глава работы посвящена описанию математических моделей, положенных в основу расчета процесса распространения УВ. Решение задачи о распространении ударной волны осуществляется путем численного решения газодинамической системы уравнений, описывающей нестационарное движение невязкого нетеплопроводного газа. В качестве численного метода выбран хорошо зарекомендовавший себя метод крупных частиц. Особое внимание при моделировании учтено постановке начальных условий, приведенный алгоритм формирования которых позволяет значительно сократить время расчета, не снижая достоверности полученных результатов. В этом же разделе работы приводятся результаты тестирования разработанного программно-методического обеспечения по результатам модельных расчетов и по известным экспериментальным данным

В третьей главе работы приводится методика расчета опасных зон при аварийных взрывных ситуациях. В основу методики положена ранее представленная модель расчета процесса распространения ударной волны. Основное преимущество приведенной методики от существующих аналогов заключается в возможности учета в счетной зоне объектов сложной конфигурации.

Четвертая глава носит практический характер и рассматривает возможные варианты применения разработанной методики расчета опасных зон. Приведены результаты расчета процессов распространения ударной волны при аварии на хранилище взрывчатых материалов, а также при подрывах зарядов ВВ в промышленных целях. Даны практические рекомендации по возможным методам ослабления воздействия ударной волны. Рассмотрен вариант применения методики к расчету химического заражения при авариях на объектах нефтехимической промышленности.

В заключении даются основные результаты и выводы по приведенным исследованиям.

Автор защищает:

1. Математическую модель и методику расчета процесса распространения ударной волны в условиях сложного рельефа местности, уточненную в части определения начальных условий.

2. Методику расчета опасных зон при аварийных взрывах в условиях застройки прилегающих территорий

3. Результаты теоретического анализа возможных путей с целью ослабления воздействия ударной волны на элементы окружающей среды.

Разработанная методика расчета опасных зон на хранилищах взрывчатых материалов внедрена и используется на предприятиях горного и строительного министерства Социалистической Республики Вьетнам, а также в качестве обучающей системы технического университета им. Ле Куй Дона (г. Ханой, СРВ).

Результаты работы докладывались на:

Всероссийской научно-практической конференции «Проектирование систем и комплексов» (г. Тула, 2005, 2006 гг.)

Всероссийской научно-технической конференции «XXI век глазами молодых ученых и специалистов» (г.Тула, 2006 г)

IV научной конференции Волжского регионального центра РАРАН «Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения» (г. Саров, 2005 г) научных семинарах кафедры «Газовая динамика» (ТулГУ, 2004-2006

По результатам выполненных исследований опубликовано 7 работ.

Методы расчета параметров ударных волн

Большое количество сложных и взаимосвязанных процессов, происходящих при взрыве конденсированного заряда ВВ, привело к тому, что основным методом расчета параметров ударных волн до сих пор остаются различные эмпирические методы, основанные на больших объемах проведенных экспериментальных исследований. Рассмотрим некоторые из них.

В опубликованных работах приводится несколько различных формул для расчета перепада давления на переднем фронте. Приведем некоторые из них. Броуд [84, 85] на основе обработки данных численного счета дает два выражения для вычисления перепада давления: АР = 0,657Р 3 +0,098 при АР 0,1 МПа, (1.3) АР = 0,096Р -1 + 0,143РГ2 + 0,574/? 3 -0,002 при АР 0,1 МПа. (1.4) Здесь R = P/G0 33- весовая переменной Садовского-Гопкинсона [23], R -расстояние, G - масса заряда ВВ. В [90] даны еще три соотношения для расчета перепада давления волны в случае подрыва заряда тротила: АР = 1,38/г -1 + 0,543/г -1 + 0,035Р \ R є(0,05; 0,3); АР = 0,607Р -1 + 0,032Р -1 + 0,209P _1, R є (0,3; 1,0); (1.5) АР = 0,065Р -1 + 0,397P _I + 0,322Р "1, Р є (1,0; 10,0)

В [67, 3] для смесевого ВВ ТГ-50 (50 % тротила и 50 % гексогена) предложены следующие выражения для расчета величины избыточного давления, справедливое при 1 R 0,1АР в МПа воздушного взрыва, справедливое при 1 Kj 0,1: при воздушном взрыве АР = 0,085/? 1 + 0,3/? 2 + 0,82/? 3, (1.6) при наземном взрыве АР = 0,1 Об/? -1 + 0,45/? 2 +1,6/? _3. (1.7)

Переменные Садовского-Гопкинсона не являются безразмерными величинами. Поэтому все выражения для параметров ударных волн в переменных Садовского-Гопкинсона справедливы только при том давлении окружающей среды и скорости звука в ней, при которых сделаны измерения. Зависимости параметров ударных волн от геометрических и энергетических величин не являются всеобъемлющими, т. к. не отражают влияния начального давления и скорости звука в газе. В связи с этим очень часто для описания параметров ударных волн используются переменные Сахса: v -щ- -" i/ - " А P = AP/D Д= #=-, F = to02%, 1 = Ф-, (1.8) где Р0 и с0 - давление и скорость звука в окружающей среде. Переменные Сахса - безразмерные величины, и из построения соответствующих соотношений Р =/(/?), f = /(/?) и /=/(/?) получаются зависимости, пригодные для любых начальных условий.

Несмотря на обильность зависимостей для описания избыточного давления на фронте УВ, всем им присущ один недостаток -необходимость учета не полной массы ВВ, а так называемой активной массы GA [67]. Величина GA по отношению к полной массе заряда G убывает по мере снижения последней. В частности, в [67] рекомендовано принимать следующие значения активной массы: Сл=0,30(? при G = l кг, (1.9) G =0,65G при G = 8 кг, (1.10) GA =0,80(7 при G = 50 кг. (1.11)

Как показывают представленные сведения, только при G 50 кг можно применять формулу из [67] для оценок АР без всяких оговорок.

Завершая рассмотрение соотношений для перепада давления в волне от воздушного взрыва, приведем данные для амплитуды фазы разрежения (волны разрежения) [93]. Для различных величин /? , в табл. 1.1 представлены значения амплитуды фазы разрежения в сравнении с амплитудой ударной волны.

Важным дополнением к перечисленным данным по интенсивности ударных волн могут служить измерения в [78] для зарядов ВВ различной плотности. Там показано, что энергетическое подобие в форме [67] имеет место только при Л 0,8м/кг , когда давление на фронте волны не зависит от свойств ВВ. В ближней зоне энергетического подобия нет, а сохраняется лишь геометрическое подобие взрывов при одинаковых параметрах детонации. Для описания параметров ударных волн в ближней зоне требуется вводить дополнительные параметры, характеризующие скорость тепловыделения. В [78] предлагается в качестве таких величин брать давление или скорость детонации.

В последние годы заметно усилился интерес к параметрам взрывных нагрузок в ближней зоне взрыва при 4 Р 10. Этот интерес вызван широким применением фугасных противопехотных мин, снаряженных небольшими по массе зарядами ВВ, и соответствующим поиском путей защиты воинского и гражданского персонала [81]. Особенно остро это связано с проблемой оснащения саперов, занимающихся нейтрализацией мин. Уникальные измерения параметров ударных волн в ближней зоне взрыва представлены в [4].

Перейдем к анализу других зависимостей для перепада давления. При переходе от воздушного к наземному взрыву пользуются правилом удвоения энергии взрыва в любой из формул, представленных ранее. Опыт показывает, что это правило не является универсальным и его точность нарушается уже на расстоянии R 25/?0 от центра взрыва. В

частности, на рис. 1.2 приведена зависимость тротилового эквивалента наземного взрыва по отношению к воздушному по импульсу в функции безразмерного перепада давления в волне.

Модель процесса распространения ударной волны

Как уже было неоднократно отмечено, аналитический расчет процессов, протекающих при распространении УВ, затруднен из-за возможности одновременного присутствия в зоне течения областей, описываемых уравнениями гиперболического, параболического и эллиптического типа, а также возможност возникновения разрывных решений и решений со значительными градиентами распределения газодинамических параметров. Кроме того, значительные затруднения возникают при необходимости учета в счетной зоне наличия твердых тел различной конфигурации. В связи с этим будем рассматривать численное решение задачи о распространении УВ в рамках следующих допущений: - окружающая среда представляет собой невязкий нетеплопроводный газ; - продукты детонации представляют собой совершенный газ с показателем адиабаты у = Ъ. - элементы конструкций, находящихся в счетной зоне в процессе нагружения УВ остаются неподвижными и не деформируются.

Процесс распространения УВ будем описывать классической системой уравнений газовой динамики, записанной в виде балансовых уравнений, выражающих основные законы сохранения в интегральной форме. Интегральная форма записи обладает определенными преимуществами - не зависит от выбора системы координат и более удобна при реализации некоторыми численными методами, в частности, эта форма записи уравнений естественным образом реализуется на втором и заключительном этапах метода крупных частиц.

Для выделенного объема W, ограниченного поверхностью площадью S, основные уравнения газовой динамики запишутся следующим образом: - уравнение неразрывности -5 - \pdW =-jpV -ndS; (2.1) dtW S - уравнения движения - \pfdW = -j(pV)V MS - jgradpdW; (2.2) dt W S W - уравнение баланса энергии - \р EdW=-j[p ЩУ-п)+р {?-п)Щ. (2.3) dtw s

Для учета течения многокомпонентного газа (продукты детонации в воздушной среде), кроме данных уравнений дополнительно будем использовать уравнение изменения соотношения между компонентами газовой фазы, характеризуемого изменением показателя адиабаты газовой смеси [39]: — \ypdW = -jypV -ndS. (2.4) dt w s В уравнениях (1.1)-(1.4) приняты следующие обозначения: р,р,Е - давление, плотность, полная энергия; V - вектор скорости; п - вектор нормали к поверхности; / - показатель адиабаты.

В качестве замыкающих уравнений будем использовать уравнение для удельной внутренней энергии е е = Е-{и2 +v2)/2 (2.5) и уравнение состояния совершенного газа р = (у-\)р1е. (2.6) В качестве начальных и граничных условий будем полагать, что - в начальный момент времени газодинамическое параметры (скорость, плотность, давление и показатель адиабаты) газа во всей счетной зоне, и в каждой локальной зоне заполненной газом известны; - в зоне контакта газа с твердыми телами задаются условия непротекания; - на границах счетной зоны предполагаются условия свободной поверхности; - в случае решения осесиммтричной задачи на верхней границе счетной зоны (ось симметрии) задаются условия симметрии течения; Полученная математическая модель включает в себя систему нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, интегрирование которой представляет собой достаточно сложную задачу. Естественно, что решение подобной задачи возможно только с использованием численных методов, причем выбор метода решения во многом обуславливает точность полученных результатов, универсальность и удобство использования модели для решения практических задач выбора рациональных конструктивных решений. Другими словами, выбор метода и численная реализация математической модели является неотъемлемой и важнейшей частью моделирования газодинамических процессов.

Существует большое количество методов и численных схем, предназначенных для решения газодинамических задач, среди которых мы воспользуемся методом крупных частиц [17, 18]. В пользу выбора этого метода можно привести следующие соображения.

1. Метод крупных частиц является универсальным методом решения нелинейных уравнений газовой динамики и относится к методам сквозного счета, то есть позволяет реализовать расчет по единому алгоритму до- и сверхзвуковых течений вязкого и невязкого газа. Метод предусматривает решение нестационарной задачи, следовательно, наилучшим образом подходит для реализации разработанной математической модели.

2. Этот метод был разработан применительно к вычислительным машинам средней мощности, и более всего применим к современным персональным компьютерам, используемым для проведения инженерных расчетов.

Методика расчета опасных зон

Использование данной методики рекомендуется при: разработке деклараций безопасности хранилищ ВМ, проведении анализа опасности промышленных объектов и разработке мероприятий уменьшения риска для обслуживающего персонала. Кроме того, использование данной методики возможно при анализе возможных причин возникновения аварийных ситуаций.

В качестве исходных данных для расчета используются следующие параметры: - масса и энергетические характеристики взрывчатых материалов; - характер места и план расположения в нем ВМ (толщина стен, наличие оконных и дверных проемов, расположение других объектов внутри здания); - информация об окружающем пространстве (параметры атмосферы, рельеф местности, геометрия прилегающих объектов);

В качестве результатов, получаемых при применении методики, выступают следующие: - зоны поражения обслуживающего персонала и случайных лиц ударно-волновым воздействием; - степень возможного разрушения зданий, расположенных в непосредственной близости от рассматриваемого объекта;

В основе методики лежит проведение численного эксперимента, моделирующего протекание аварийной ситуации с получением значений основных параметров, воздействующих на человеческий организм и окружающую среду.

Рассмотрим коротко содержание основных этапов методики.

Подготовка исходных данных. На данном этапе осуществляется сбор информации об исследуемом объекте и прилегающей к нему местности. Как уже упоминалось, в качестве этой информации выступают параметры хранимых взрывчатых материалов, параметры окружающей среды, конструкция рассматриваемого объекта и здания, в котором он находится.

Анализ возможных аварийных ситуаций. На данном этапе с использованием одного или нескольких известных методов проведения анализа риска [64] выявляются возможные пути протекания аварийной ситуации. При этом с использованием известных эмпирических методов проводятся оценочные расчеты, позволяющие выявить степень разрушения аварийного хранилища.

Построение расчетной схемы. Данный этап является наиболее трудоемким и значимым с точки зрения получения достоверных результатов. На этапе осуществляется построение расчетной схемы с учетом как можно большего количества влияющих факторов. В частности, именно здесь необходимо определить и учесть влияние (или отсутствие такового) степени разрушения хранилища на процесс распространения ударной волны (УВ). Здесь же определяются граничные и начальные условия и готовятся исходные данные для газодинамического расчета течения рабочей среды.

Расчет параметров ударной волны - основной этап методики, заключающийся в проведении численного эксперимента. На этапе осуществляется численное решение системы газодинамических уравнений, позволяющее оценить параметры рабочей среды (давление, плотность, скорость движения, энергию и температуру) в зависимости от времени для каждой точки пространства. Расчеты проводятся с использованием разработанного программного комплекса [38], модифицированного с учетом специфики решаемой задачи [28]. В качестве результатов расчета выступают значения максимального избыточного давления Арт и суммарного импульса / ударной волны. Величина Арт получается автоматически при расчете течения рабочей среды, суммарный удельный импульс определяется по зависимости: п к=\ где к - количество шагов интегрирования; Ар к - избыточное давление в к-и момент времени в рассматриваемой точке; At - шаг интегрирования по времени.

Оценка опасных зон (ударно-волновое воздействие). На данном этапе осуществляется оценка поражения человека воздействием ударно-волновых нагрузок. Оценка может производиться по одному из известных критериев, излагаемых в пункте 3.1.2.

Оценка нагрузок, действующих на элементы конструкции. Расчет нагрузок, действующих на элементы оборудования и прилегающих конструкций, необходим для оценки возможной степени разрушения зданий. Расчет ведется на основе результатов численного эксперимента по определению параметров движения рабочей среды в процессе аварии. Как уже неоднократно отмечалось, в результате этого эксперимента известно изменение давления рабочей среды от времени для каждой точки пространства. Анализируя данные результаты, для каждого объекта, находящегося в счетной зоне, можно построить график изменения действующей на него нагрузки.

Расчет опасных зон при ведении взрывных работ

Применяем методику расчета опасных зон для обеспечения безопасности работ по утилизации шин подрывом в промышленности.

Все существующие методы, предназначенные для утилизации шин диаметром до 1200 мм, не решают проблему утилизации крупногабаритных шин (КГШ) и сверх крупногабаритных шин (СКГШ) карьерных самосвалов. Между тем запасы таких шин на свалках карьеров горнорудных бассейнов достаточно велики. Идет процесс по изысканию способов их утилизации. Одним из новых экспериментов по этому направлению является подрыв шин с помощью промышленных ВВ. Обеспечение безопасности этой работы -крайне важная задача.

Рассмотрим вариант расчета опасных зон с точки зрения ударно-волнового воздействия на обслуживающий персонал.

Для расчета осуществляется подготовка исходных данных следующим образом.

Схема экспериментов по разрушению СКГШ представлена на рис.4.11. Шина устанавливалась на шести подставках высотой 500 мм, выполненных из стального листа толщиной S0 = 20 мм. Верхняя кромка подставки заточена на клин. Заряд ВВ составлялся из четырех рукавов, соединенных внахлестку, и устанавливался по центру внутренней полости шины с помощью деревянных подставок. В местах соединения рукавов устанавливались детонаторы флегматизированного гексогена, соединенные детонирующими шнурами с общим электродетонатором. Подрывы проводились на открытой площадке с видеорегистрацией процесса разлета кусков шин и фиксацией мест их падения.

В экспериментах использовались удлиненные заряды В В в полиэтиленовых рукавах длиной 2 м и внутренним диаметром 60; 70 и 8О мм. В качестве ВВ использовались промышленные ВВ.

Для оценки вероятности поражения человека при ударно-волновом воздействии будем использовать диаграмму определения вероятности поражения человека (рис. 3.2) Для определения реальных значений во фронте УВ, воспользуемся численным решением задачи о распространении УВ с использованием программного комплекса GAS2D [27].

Анализируя аварию и можно прийти к выводу, что при подрывной работе по утилизации шин возможны следующие ситуации: ударно-волновое воздействие на людей персонала, осуществляющих данную работу, вызывая травму; - осколочное воздействие на людей, прилегающие сооружения и конструкции, вызывая их травму, повреждение и выход из строя.

В данной работе исследуется только воздействие УВ на персонал, производящий подрывную работу.

Расчетная схема построена для данной модели. Конфигурация счетной зоны при проведении численных расчетов показана на рис. 4.12. Размеры счетной зоны составляют 240 м по оси X и 10 м по оси Y. Размеры ячеек по обеим координатам - 0,4 м.

В качестве граничных и начальных условий использовались следующие данные: левая граница - ось симметрии нижняя граница - твердое тело верхняя и правая границы - свободные параметры продуктов взрыва рассчитывались по методике Володина [22] и распределялись по объему внутри СКГШ.

Проводилось три серии расчетов при расположении СКГШ на открытой местности, в котловане и в обваловке. Для фиксирования параметров УВ в счетной зоне на удалении 20 м друг от друга располагались датчики. При расчетах использовались следующие данные. Шина марки 4000-57, наружный диаметр DH = 3650 мм, внутренний диаметр D0 = 1438 мм, толщина по центру протектора С = 174 мм.

Кольцевой заряд - насыпной аммонал 80/20 с плотностью р0 = 1,1 1,2 г/см и скоростью детонации D = 4500 м/с [56, 29]. Масса заряда: 57, 45 и 34 кг аммонала.

Расчет параметров течения рабочей среды проводился методом крупных частиц с использованием разработанной программного комплекса. Координаты центра взрыва составляют X = 0, Y = 1,005 м. Масса заряда равна 79,8; 63 и 47,6 кг тротилового эквивалента (что соответствует 57, 45 и 34 кг аммонала). Радиус заряда соответственно равен RQ = 0,215; 0,211 и 0,1922 м. Расстояние до центра взрыва поочередно равно R=5Ro=l,075; 1,055 и 0,9611 м. Количество шагов повремени: 39000. Время счета на машине с процессором AMD Athlon(tm) ХР 2000+, 1,67 Гц и 512 Мб модули памяти при числе Куранта 0,5 составило порядка 60 минут.

При расчетах на экран выводилась визуальная картина изменения давления от времени (рис. 4.13), а также фиксировались значения нагрузок на твердые тела и значения параметров течения в датчиках.

Похожие диссертации на Прогнозирование опасных зон при авариях на хранилищах взрывоопасных материалов