Определение устойчивости функционирования промышленного объекта в чрезвычайных ситуациях

2. По нижней границе средних разрушений определяем расчетную устойчивость каждого элемента производственного комплекса цеха к воздействию воздушной ударной волны. Результаты заносим в Таблицу 3.

3. Определяем расчетную устойчивость групп элементов и всего производственного комплекса цеха к воздействию воздушной ударной волны – по минимальной величине DРФ элемента и группы элементов, выход из строя которого (которых) приведет к остановке производства.

Расчетная устойчивость здания 30 кПа;

Расчетная устойчивость оборудования 20 кПа;

Расчетная устойчивость транспорта 30 кПа;

Расчетная устойчивость связи 50 кПа;

Расчетная устойчивость КЭС 30 кПа.

Расчетная устойчивость цеха 20 кПа.

Полученные данные заносим в Таблицу 3.

4. Сравнив расчетную устойчивость производственного комплекса цеха

(20 кПа) и прогнозируемое значение DРФ (45 кПа), можно сделать вывод: производственный комплекс цеха не устойчив к воздействию воздушной ударной волны.

5. Для повышения устойчивости производственного комплекса цеха к действию воздушной ударной волны необходимы следующие мероприятия по повышению физической устойчивости наиболее уязвимых элементов производственного комплекса:

– установка дополнительных рамных конструкций, подкосов и т.п.,

– создание защитных кожухов на оборудование. По данным Таблицы 3 составим схемы возможного разрушения оборудования механического цеха при фиксированных давлениях DРФ = 10, 20, 30, 40, 50, 60 кПа (рис. 7).

Давление DРФ = 10 кПа.

Давление DРФ = 20 кПа.

Давление DРФ = 30 кПа.

Давление DРФ = 40 кПа.

Давление DРФ = 50 кПа.

Давление DРФ = 60 кПа.

Рис. 7. Разрушение станочного оборудования механического цеха при различных значениях давления DРФ.

Определение (расчет) устойчивости некоторых элементов промышленного комплекса объекта, быстро обтекаемых воздушной ударной волной (дымовые трубы, опоры ЛЭП, высокие станки, шкафы с аппаратурой и т.п.) производится не по величине избыточного давления DРФ, а по величине давления скоростного напора воздуха ΔРск, движущегося за фронтом ударной волны.

Давление скоростного напора воздуха ΔРск зависит от избыточного давления воздуха DРФ и определяется по формуле или графику.

Формула для определения давления скоростного напора воздуха:

(2)

График зависимости ΔРск от DРФ приведен на рис.8.

Рис. 8. Зависимость скоростного напора ΔРск от избыточного давления DРФ

При воздействии давления скоростного напора воздуха DРск возникает так называемая смещающая сила Рсм. Она может вызвать смещение или отбрасывание элементов производственного комплекса относительно их основания (фундамента) или их опрокидывание. При этом смещение приводит, как правило, к средним разрушениям, а опрокидывание – к сильным.

Смещение незакрепленного оборудования (рис. 9) произойдет при превышении силы Рсм над силой трения Fтр, т.е. при выполнении условия:

(3)

где Рсм – смещающая сила скоростного напора воздуха, Н,

ΔРск – величина скоростного напора воздуха, кПа;

S = b×h – площадь поверхности обтекаемого оборудования, м2;

b и h – ширина и высота оборудования, м.

Сx – коэффициент аэродинамического сопротивления оборудования, определяемый по табл. П.8 [1],

f – коэффициент трения, определяемый по табл. П.9 [1],

g – ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с2.

Рис. 9. Силы, действующие на оборудование при смещении: 1 – центр давления; 2 – центр тяжести; 1 – длина, м; h – высота, м.

Из формулы (3) можно определить величину DРск, при которой смещения оборудования не пройдет (Рсм = Fтр):

. (4)

Определить предельное значение DРФ(min), не вызывающее смещение незакрепленного оборудования (шкаф с контрольно-измерительными приборами, металлическое основание) по бетону.