Оценка устойчивости работы студии в чрезвычайных ситуациях

ВВЕДЕНИЕ

Оценка устойчивости работы студии в ЧС (воздействие ударной волны, заражение местности и объекта радиоактивными и аварийно химически опасными веществами при авариях на радиационно- и химически-опасных объектах) производится с целью определения устойчивости студии и принятия на основе этого решения о подготовки студии к работе в ЧС, выработке комплекса определенных мероприятий по повышению устойчивости функционирования студии в условиях ЧС, т.е. мероприятий по предотвращению или снижению угрозы жизни и здоровью персонала и проживающего вблизи населения и материального ущерба в ЧС, а также по подготовке к проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ в зоне ЧС.

Описание оборудования студии

Звукозаписывающая студия расположена на втором этаже трехэтажного здания на улице местного назначения в городе. Общая площадь – 240 м2; количество помещений – 7, напольное покрытие – паркет.

В студии располагается следующее оборудование:

· микшерный пульт Paragon II;

· компакт-диск рекордер CR 300;

· DAT – рекордер Fostex;

· усилитель DIGAM 7000 – 2 шт;

· контрольные мониторы ближнего поля BМ 6А (217х338х321 мм, 11 кг, свободно стоящие на стойках);

· контрольные мониторы среднего поля M2 (340х680х500 мм, 36,6 кг, свободно стоящие на стойках);

· активный субвуфер Alesis S1 (400х250х290 мм, 15кг), свободно стоящий на полу;

· стереофонический катушечный магнитофон А807;

· процессор эффектов Alesis Q20;

· цифровой ревербератор Yamaha SPX-990;

кресла для звукорежиссёров - 5 штук.

Оценка устойчивости студии при взрыве газовоздушной смеси

Наиболее часто возникающей чрезвычайной ситуацией при производственных авариях, катастрофах и стихийных бедствиях является взрыв газовоздушной смеси. Поражающее действие при взрыве производит ударная волна, механическое воздействие на предмет. Подвергшийся действию ударной волны предмет может быть перемещён, опрокинут, деформирован или повреждён. Действие нагрузки от ударной волны можно разделить на нагрузки обтекания, определяемые максимальным избыточным давлением в ударной волне, и нагрузки торможения, возникающие под действием скоростного напора.

Определение параметров ударной волны

Рассчитаем действие ударной волны, образовавшейся при взрыве 36,8 тонн пропана на расстоянии 680 метров от объекта.

При взрыве ГВС в очаге взрыва различают три круговые зоны:

1 – зона детонационной волны,

2 – зона действия продуктов взрыва,

3 – зона воздушной ударной волны.

Определим, в какой зоне будет располагаться объект при взрыве. Радиус первой зоны

где Q – количество сжиженного газа в тоннах, у нас

Q=36,8т.

м.

Радиус второй зоны

м.

Так как радиус r2 второй зоны меньше 680 метров, делаем вывод о том, что студия находится за пределами этой зоны, следовательно, давление во фронте ударной волны определяется следующим образом:

Находим величину Y=0,24 r/r1=0,24*680/58,21=2,8;

По формуле для Y>2 рассчитываем давление во фронте ударной волны:

кПа.

Действие ударной волны на предметы небольших размеров

Для элементов небольших размеров большое значение приобретает нагрузка торможения. Небольшие элементы, размеры которых (в плане) значительно меньше по сравнению с длиной ударной волны например, измерительная аппаратура, большинство видов оборудования, почти не испытывают воздействия нагрузок обтекания, так как быстро охватываются ударной волной.

Действие скоростного напора воздушной ударной волны может привести к смещению, сваливанию (опрокидыванию) и угону элемента, что в свою очередь, может привести к падению или удары элемента о встречные предметы.

Смещение предмета

Смещение предмета (свободно стоящего на полу субвуфера) произойдёт в случае, если сила трения будет меньше смещающей аэродинамической силы.

Сила трения

,

где f – коэффициент трения f=0.4 в случае контакта дерева с деревом,

G – вес предмета, который определяем по формуле:

Н,

где m – масса субвуфера = 15 кг,

g – ускорение свободного падения.

Таким образом, сила трения субвуфера о поверхность пола:

Н.

Следовательно, субвуфер сдвинется с места при давлении скоростного напора

,

где Сх = 1.6 – коэффициент аэродинамического сопротивления для предметов кубической формы,

S=0.4×0.29=0.116 м2 – площадь наибольшего сечения субвуфера.

Давление скоростного напора, при котором произойдёт сдвиг

Н/м2 = 0.316 кПа.

Определим избыточное давление во фронте ударной волны, при котором произойдёт сдвиг:

находим скоростное давление

кПа

где P0=101.3кПа – атмосферное давление при нормальных условиях.

Величина Pcт превышает 0,316 кПа, следовательно, произойдет смещение предмета. Предлагается закрепить субвуфер, например прикрепить его к полу.

Угон (перемещение) предмета

Так как в данной звукозаписывающей студии отсутствует аппаратура, расположенная на колесах, расчет на угон элементов не производится.

Сваливание (опрокидывание) предмета

Условием опрокидывания незакреплённых предметов является превышение момента силы смещения над моментом силы тяжести, т. е. Контрольный монитор среднего поля будет опрокинут (свален), если

,

или

,

где а = 0.34 м – половина длины, b = 0.17 – половина высоты монитора.

Найдем скоростной напор Pсм:

.

Определяем избыточное давление во фронте ударной волны, при котором монитор будет опрокинут: DРф=23 кПа.

Сравниваем это значение с полученным выше давлением во фронте ударной волны в третьей зоне:

,

следовательно, сваливания монитора не произойдёт, а значит, специальных мер для обеспечения устойчивости применять не нужно.

Повреждение от ударной нагрузки

Для приборов представляют опасность силы ускорения, имеющие место при ударной волне. Может оказаться так, что внешне неповреждённый прибор будет иметь внутренние повреждения, произошедшие за счёт инерционных сил, зависящих от ударного ускорения различных элементов прибора. Считая изделие абсолютно жёстким, оценим среднее ускорение отдельных элементов.