Совершенствование технической системы обеспечения взрывоустойчивости зданий различного типа при взрывах газопаровоздушных смесей

Совершенствование технической системы обеспечения взрывоустойчивости зданий различного типа при взрывах газопаровоздушных смесей

Автор: Громов, Николай Викторович

Шифр специальности: 05.26.03

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2007

Место защиты: Москва

Количество страниц: 134 с. 26 ил.

Артикул: 4304689

Автор: Громов, Николай Викторович

Стоимость: 250 руб.

Совершенствование технической системы обеспечения взрывоустойчивости зданий различного типа при взрывах газопаровоздушных смесей  Совершенствование технической системы обеспечения взрывоустойчивости зданий различного типа при взрывах газопаровоздушных смесей 

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время повысились требования к обеспечению взрывоустойчивости и взрывобезопасности существующих и строящихся взрывоопасных промышленных, транспортных и энергетических объектов. Это связано с необходимостью повышения уровня безопасности для персонала и оборудования на предприятиях и объектах в случае техногенной аварии и возникновением новых внешних угроз для потенциально опасных объектов, таких как атаки террористических организаций и вандализм.
К взрывоопасным объектам относятся нефтеперерабатывающие предприятия, объекты, использующие в технологических процессах взрывоопасные вещества, в частности сжиженные углеводородные газы СУГ, автозаправочные станции, тепло электростанции, объекты газового хозяйства и др.
К особой группе взрывоопасных объектов относится газифицированный жилой фонд. Статистика показывает, что в настоящее время только в Москве газифицированными остаются 4 квартиры это чуть больше тысяч домов, то есть всего жилого фонда.
Существует два основных направления обеспечения взрывобезопасности объектов, на которых возможен аварийный взрыв газопаровоздушных смесей ГПВС
профилактические мероприятия, направленные на предотвращение образования газопаровоздушной смеси взрывоопасной концентрации и ее воспламенения
мероприятия, обеспечивающие устойчивость строительных конструкций при аварийном взрыве ГПВС.
В настоящее время большое внимание уделяется профилактическим мероприятиям, которые снижают вероятность образования взрывоопасных смесей и их поджига. Но они не могут полностью исключить возможность реализации аварийного взрыва ГПВС.
О недостаточности только профилактических мероприятий свидетельствует статистика аварийных взрывов как у нас в стране, так и за рубежом. К сожалению, в нашей стране ввиду износа оборудования на объектах газовой и химической промышленности количество аварийных ситуаций, связанных со взрывным горением ГГТВС, возрастает из года в год. В последнее время участились случаи взрывов газа в жилых домах. Достаточно отметить один из последних случаев взрыва бытового газа, произошедший в Москве ул. Годовикова, 6 с человеческими жертвами и большим материальным ущербом.
Несмотря на это, законодательная и нормативная база России по обеспечению взрывобезопасности и взрывоустойчивости промышленных, энергетических и транспортных объектов имеет существенные недостатки.
Парадоксальная ситуация сложилась с декларациями по безопасности промышленных объектов. Ни в одной из них не отражен вопрос о нагрузках при взрыве газопаровоздушной смеси. Однако в случаях из 0 нагрузки превышают безопасный уровень в 3. раз, что приводит к разрушению зданий, оборудования и гибели людей.
Значительный ущерб вызван взрывами бытового газа в жилых зданиях, особенно тех, в которых окна оборудованы современными стеклопакетами. Однако газифицированные жилые здания не проектируются с учетом их взрывобезопасности и взрывоустойчивости.
Одним из самых эффективных мероприятий, снижающих взрывные нагрузки до безопасного уровня, как в России, так и за рубежом, является устройство сбросных проемов, оборудованных предохранительными конструкциями. Задача этих конструкций состоит в том, чтобы превратить замкнутое пространство в полузамкнутое и не дать давлению в помещении превысить 1.3 кПа
0, кгсм или 0 кгм . Именно при таком давлении человек не получает какихлибо серьезных травм, и воздействие на организм такого взрыва не выходит за рамки психологического. В подавляющем большинстве случаев, а в жилом фонде в 0 случаев, задачи легкосбрасываемой конструкции возлагаются на окна.
Предохранительные конструкции ПК, в частности, легкосбрасываемые конструкции I, применяются на взрывоопасных промышленных объектах. Но в виду того, что нормативы по их применению носят рекомендательный характер, не учитывающий физические процессы вскрытия ПК, они не всегда обеспечивают взрывоустойчивость зданий и сооружений.
Проектирование и строительство новых взрывоопасных объектов, подразумевает под собой использование новых современных материалов и строительных конструкций. Например, в северных районах установка остекления в виде пластиковых стеклопакетов для обеспечения надежного теплосбережения является необходимостью. Однако, согласно нормативным документам, такое остекление не может выступать в качестве предохранительных конструкций в виду его высокой прочности.
Проблема горения газопаровоздушных смесей тесно связана с человеческими жизнями, большим материальным ущербом, поэтому она актуальна и ей уделяют большое внимание во всех экономически развитых странах.
В нашей стране исследованию газовой дефлаграции уделялось достаточно серьезное внимание как на академическом уровне В.В.Азатян, В.С.Бабкин, Г.И.Баренблатт, Григорян, Я.Б.Зельдович, В.П.Карпов, Д.А.ФранкКаменецкий, Шмелев В.М. и др. так и прикладном.
В приложении к решению практических задач газовая дефлаграция изучалась в нескольких научных и учебных заведениях. Среди них следует выделить Московский государственный строительный университет, основоположниками школы в котором являлись Н.А.Стрельчук и Г.Г.Орлов. Наряду с ними данное направление исследований развивали П.Ф.Иващенко, А.А.Комаров, В.В.Казеннов, А.В.Мишуев, Л.П.Пилюгин, и др. Начиная с х годов в проблему взрывобезопасности активно включился ВНИИПО МЧС России А.Я.Корольченко, В.В.Мольков, И.А.Болодьян, Ю.Н.Щебеко и др.
В ходе анализа существующих способов обеспечения взрывоустойчивости зданий с помощью предохранительных конструкций и проведенного патентного исследования было выявлено наиболее перспективное техническое
решение, разработанное под руководством Стрельчука , принцип действия которого послужил основой для разработки легковскрываемого противовзрывного устройства. Предлагаемое техническое решение представляет собой устройство для аварийного открывания оконного проема, включающее одинарный поворотный переплет с горизонтальным шарниром, закрепленным в верхней части проема. В нижней части проема устройство снабжено пружинным механизмом с предварительно сжатыми пружинами, которые высвобождают свою энергию при открывании запора, связанного с датчиком давления, который срабатывает при малом изменении давления в начальной стадии взрыва. Предложенное устройство обладает рядом недостатков при срабатывании пружин переплет испытывает значительный динамический удар, что ставит под сомнение выполнение переплета светопрозрачным
рамная конструкция может открываться только наружу и тем самым становится непригодной для жилых газифицированных зданий, для которых по условию безопасности переплет должен открываться внутрь помещения
использование верхнего горизонтального шарнира, обязывает учитывать инерционность рамной конструкции, связанной с ее весом
пружинный механизм может открыть переплет лишь на незначительный угол не более , дальнейшее вскрытие происходит под действием нарастающего избыточного давления, что может привести к разрушающим здание нагрузкам
пружинный механизм имеет открытый доступ, и может сработать при случайном на него воздействии
механизм не может быть использован в помещениях с повышенной влажностью, т.к. пружины подвергаются коррозии, что значительно повышает коэффициент трения при их срабатывании.
Разработка предохранительной конструкции нового типа позволила исключить все вышеперечисленные недостатки.
Актуальность


Практическая значимость работы заключается в том, что ее результаты позволили разработать техническую систему нового поколения, предназначенную для обеспечения неразрушающих нагрузок на строительные конструкции зданий при внутреннем дефлаграционном взрыве, подготовить практические рекомендации по их применению для обеспечения взрывобезопасности и взрывоустойчивости зданий и сооружений взрывоопасных объектов. Внедрение результатов диссертационного исследования позволит обеспечить взрывобезопасность и взрывоустойчивость аварийных объектов использовать современные материалы при реконструкции или проектировании взрывоопасных объектов существенно снизить человеческие жертвы при аварийных дефлаграционных взрывах. Материалы данной работы восполняют недостаток теоретических и практических данных, которые имеют место в исследуемой области в настоящее время. Математическая модель взрывного горения в помещении, оборудованном легковскрываемыми противовзрывными устройствами. Теоретические и экспериментальные исследования легковскрываемого противовзрывного устройства. Методика расчета параметров легковскрываемого противовзрывного устройства в зависимости от характеристик взрывоопасного помещения. Рекомендации по применению легковскрываемого противовзрывного устройства для обеспечения взрывоустойчивости зданий и сооружений при внутреннем взрыве газопаровоздушной смеси. Основное содержание работы изложено на 8 стр. Структурно работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. В первой главе проведен анализ современных предохранительных противовзрывных конструкций и определена роль ПК в обеспечении взрывобезопасности и взрывоустойчивости зданий и сооружений различного типа. На основе анализа недостатков существующих ПК разработаны требования к техническим системам обеспечения взрывоустойчивости. Разработано техническое решение принципиальная схема легковскрываемого предохранительного устройства, удовлетворяющее всем требованиям к техническим системам обеспечения взрывобезопасности и взрывоустойчивости. Во второй главе проведен анализ существующих математических моделей дефлаграционного горения в помещениях как с учетом наличия предохранительных конструкций, так и без них. Проведенный анализ позволил определить математическую модель наиболее соответствующую реальным физическим процессам дефлаграционного горения и разработать на ее основе математическую модель дефлаграционного горения в помещениях, оборудованных легковскрываемыми противовзрывными устройствами. В третьей главе разработана методика проведения экспериментальных исследований и показаны конструктивные особенности макета помещения, оборудованного легковскрываемым противовзрывным устройством на котором был проведен ряд экспериментальных исследований дефлаграционного горения. Проведен анализ результатов экспериментальных исследований и доказана работоспособность ЛПУ. Наряду с этим дан анализ результатов опытов, проводимых во взрывной камере со свободным сбросным проемом и со сбросным проемом, оборудованным предохранительными конструкциями поворотного типа. В четвертой главе на основе анализа результатов экспериментальных исследований доказана адекватность предложенной математической модели дефлаграционного горения в помещениях, оборудованных легковскрываемыми противовзрывными устройствами. Разработана методика расчета параметров ЛПУ в зависимости от характеристик взрывоопасного помещения. Разработаны рекомендации по применению ЛПУ для обеспечения взрывоустойчивости и взрывобезопасности зданий различного типа. Разработка и полигонные испытания противовзрывных устройств на основе легко сбрасываемых конструкций, обеспечивающих взрывобезопасность и взрывоустойчивость промышленных и энергетических объектов при взрыве газопаровоздушных смесей работа выполнялась на основании Тематического плана развития науки и технологий в интересах г. На основании результатов исследования получено решение о выдаче патента на изобретение Способ защиты зданий и сооружений от разрушения при взрыве газопаровоздушной смеси и устройство для обеспечения взрывобезопасности помещения. Заявка . Приоритет полезной модели августа г. По теме диссертации опубликовано научных трудов, из них печатных. Апробация работы. Основные результаты исследования доложены на VII Международном форуме Высокие технологии XXI века, г. Москва.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.198, запросов: 228