Содержание
11.61. На расстоянии а = 20 см от длинного прямолинейного вертикального провода на нити длиной l = 0,1 м и диаметром d = 0,l мм висит короткая магнитная стрелка, магнитный момент которой р = 0,01 А*м2. Стрелка находится в плоскости, проходящей через провод и нить. На какой угол φ повернется стрелка, если по проводу пустить ток I = 30 А? Модуль сдвига материала нити G = 5,9 ГПа. Система экранирована от магнитного поля Земли.
11.62. Катушка гальванометра, состоящая из N = 600 витков проволоки, подвешена на нити длиной l = 10 см и диаметром d = 0,l мм в магнитном поле напряженностью H =160 кА/м так, что ее плоскость параллельна направлению магнитного поля. Длина рамки катушки а = 2,2 см и ширина b =1,9 см. Какой ток I течет по обмотке катушки, если катушка повернулась на угол φ = 0,5°? Модуль сдвига материала нити G = 5,9 ГПа.
11.63. Квадратная рамка подвешена на проволоке так, что направление магнитного поля составляет угол α = 900 с нормалью к плоскости рамки. Сторона рамки а = 1 см. Маг-нитная индукция поля B = 13,7 мТл. Если по рамке пропустить ток I = 1 А, то она поворачивается на угол φ = 1°. Найти модуль сдвига G материала проволоки. Длина проволоки l = 10 см, радиус нити r = 0,1 мм.
11.64. Круговой контур помещен в однородное магнитное поле так, что плоскость контура перпендикулярна к направлению магнитного поля. Напряженность магнитного поля H = 150 кА/м. По контуру течет ток I = 2 А. Радиус контура R = 2 см. Какую работу А надо совершить, чтобы повернуть контур на угол φ = 90° вокруг оси, совпадающей с диаметром контура?
11.65. В однородном магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл движется равномерно проводник длиной l = 10 см. По проводнику течет ток I = 2 А. Скорость движения проводника v = 20 см/с и направлена перпендикулярно к направлению магнитного поля. Найти работу А перемещения проводника за время t = 10 с и мощность Р, затраченную на это перемещение.
11.66. Однородный медный диск А радиусом R = 5 см помещен в магнитное поле с индукцией В = 0,2 Тл так, что плоскость диска перпендикулярна к направлению магнитного поля. Ток I = 5 А проходит по радиусу диска аb (а и b скользящие контакты). Диск вращается с частотой n = 3 с-1. Найти: а) мощность Р такого двигателя; б) направление вращения диска при условии, что магнитное поле направлено от чертежа к нам; в) вращающий момент М, действующий на диск.
11.67. Однородный медный диск А массой m = 0,35 кг помещен в магнитное поле с индукцией В = 24 мТл так, что плоскость диска перпендикулярна к направлению магнитного поля. При замыкании цепи диск начинает вращаться и через время t = 30 с после начала вращения достигает частоты вращения n = 5 с-1. Найти ток I в цепи.
11.68. Найти магнитный поток Ф, пересекаемый радиусом ab диска А за время t = 1 мин вращения. Радиус диска R = 10 см. Индукция магнитного поля В = 0,1 Тл. Диск вращается с частотой n = 5,3 с-1.
11.69. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = l кВ, влетает в однородное магнитное поле, направление которого перпендикулярно к направлению его движения. Индукция магнитного поля B = 1,19 мТл. Найти радиус R окружности, по которой движется электрон, период обращения Т и момент импульса М электрона.
11.70. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 300 В, движется параллельно прямолинейному длинному проводу на расстоянии а = 4 мм от него. Какая сила F действует на электрон, если по проводнику пустить ток I = 5 А?
Выдержка из текста работы
В современном производстве с повышенными параметрами технологического процесса периодически создаются условия, приводящие к неожиданному нарушению работы или выходу из строя машин, агрегатов, коммуникаций сооружений или их систем. Такие явления принято называть авариями.
Катастрофа — если авария создает угрозу жизни или здоровья людей или вызывает человеческие жертвы.
Не всякая авария приводит к катастрофе, но причиной практически всех катастроф являются аварии.
Наиболее опасные последствия аварий — пожары, взрывы, обрушения и аварии на энергоносителях — энергоисточниках, на атомных электростанциях, на химических предприятиях, приводящих к разрушению средств производства. Большинство аварий происходит по вине человеческого фактора. Наиболее частыми последствиями аварий являются пожары и взрывы.
Основными причинами всех техногенных катастроф являются:
ѕ человеческий фактор
ѕ обученность человека
ѕ отношение человека к работе
ѕ трудовая дисциплина
Любая авария или катастрофа не может произойти по какой-то одной причине. Все аварии — это результат действия нескольких причин и совокупности неблагоприятных факторов. Самый частый вариант, это когда ошибки, допущенные при проектировании, взаимодействуют с ошибками, допущенными при монтаже и усугубляются неправильной эксплуатацией.
На предприятиях нефтяной, химической и газовой промышленности аварии вызывают загазованность, разлив нефтепродуктов, агрессивных жидкостей и сильнодействующих ядовитых веществ. Количество аварий на этих предприятиях ежегодно растет. За последние 30 лет количество аварий увеличилось в 2,5 раза. При этом количество жертв увеличилось в 6 раз, а экономический ущерб в 11 раз. Такие предприятия наносят колоссальный ущерб окружающей среде. Причиной техногенных аварий могут стать стихийные бедствия, дефекты, допущенные при проектировании, нарушение технического процесса.
1. Структура полного ущерба последствий аварий на технических объектах
При рассмотрении социальных, экономических и экологических сторон тяжелой аварии или катастрофы целесообразно оперировать понятиями прямого, косвенного и полного ущерба.
Рассмотрим данную структуру на примере аварии на Саяно-Шушенской гидроэлектростанции.
2. Саяно-Шушенская ГЭС
Схема станции
Модель комплекса сооружений СШГЭС
По центру — арочно-гравитационная плотина ГЭС, с машинным залом и устройством водосброса. Правее и ниже — ОРУ (открытые распределительные устройства), расположенные в небольшом ущелье, от которых электроэнергия идет по ЛЭП к потребителям. Левее — строящийся дополнительный береговой водосброс.
Саяно-Шушенская гидроэлектростанция на реке Енисей является крупнейшей ГЭС России и одной из наиболее крупных ГЭС в мире. Она расположена на границе Красноярского края и Хакасии. Строительство ГЭС началось в 1968 году, первый гидроагрегат был пущен в 1978 году, последний — в 1985 году. В постоянную эксплуатацию электростанция была принята в 2000 году. Технически ГЭС состоит из бетонной арочно-гравитационной плотины высотой 245 м и приплотинного здания ГЭС, в котором размещены 10 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 640 МВт. Установленная мощность ГЭС составляет 6400 МВт, среднегодовая выработка — 22,8 млрд. кВт·ч. Плотина ГЭС образует крупное Саяно-Шушенское водохранилище сезонного регулирования. Ниже по течению Енисея расположена контррегулирующая Майнская ГЭС, составляющая с Саяно-Шушенской ГЭС единый производственный комплекс. Сооружения ГЭС спроектированы институтом «Ленгидропроект», гидросиловое оборудование поставлено заводами «ЛМЗ» и «Электросила» (ныне входят в состав концерна «Силовые машины»). Саяно-Шушенская ГЭС принадлежит ОАО «РусГидро».
Катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС
Авария на Саяно?Шушенской ГЭС в республике Хакасия произошла в 04.15 мск 17 августа 2009 года. В момент аварии в работе находились 9 из 10 гидроагрегатов Саяно?Шушенской ГЭС (гидроагрегат № 6 находился в резерве).
Аварии на Саяно-Шушенской ГЭС предшествовало возгорание на Братской ГЭС, после чего из резерва был введен в работу второй гидроагрегат СШГЭС. 16 августа в 20.20 мск на Братской гидроэлектростанции (БГЭС) сработала пожарная сигнализация цифрового линейного аппарата зала ООО «Иркутскэнергосвязь», размещенного в арендуемом у БГЭС помещении. После пожара в течение 40 минут отсутствовало управление БГЭС со стороны объединенного диспетчерского управления Сибири. Связь с дежурным диспетчером ОДУ восстановили только по сотовому телефону в 21.00. Второй гидроагрегат СШГЭС в 23.14 был выведен из резерва по решению оперативного персонала станции и введен в работу.
Разрушение второго гидроагрегата Саяно-Шушенской ГЭС произошло в момент срыва крышки турбины вследствие излома шпилек крепления, при этом на некоторых шпильках не было гаек. Вследствие многократного возникновения дополнительных нагрузок переменного характера на гидроагрегат, связанных с переходами через не рекомендованную зону, образовались и развились усталостные повреждения узлов крепления гидроагрегата, в том числе крышки турбины. Вызванные динамическими нагрузками разрушения шпилек привели к срыву крышки турбины и разгерметизации водоподводящего тракта гидроагрегата. Кроме разрушенных, обнаружены шпильки, на которых отсутствуют следы срыва гаек. Это свидетельствует о том, что на момент аварии гайки на шпильках отсутствовали, — отмечается в акте, автоматика на ГЭС в момент аварии вышла из строя и не управляла станцией. При этом второй гидроагрегат, с которого началась авария, был модернизирован в 2009 году, на него была поставлена новая система управления, но не были продублированы системы защиты и электропитания на ГЭС.
В результате сильнейшего повреждения второго гидроагрегата произошел выброс воды из кратера турбины, что привело к частичному обрушению строительных конструкций на участке от 1?го до 5?го гидроагрегатов и перекрытия отметки обслуживания машинного зала (отметка 327); были повреждены и местами разрушены несущие колонны здания и отметки 327, а также расположенные на ней оборудование систем регулирования, управления и защит гидроагрегатов; получили механические повреждения различной степени 5 фаз силовых трансформаторов; были повреждены строительные конструкции трансформаторной площадки в зоне 1 и 2 блоков.
Автоматика на ГЭС в момент аварии вышла из строя и не управляла станцией. В результате попадания воды электрические и механические повреждения различной степени тяжести получили все гидроагрегаты ГЭС.
Все общестанционные технологические системы, расположенные на отметке 327 и нижележащих отметках были затоплены и получили повреждения различной степени тяжести.
Произошел выброс турбинного масла (до 50 т.) в реку Енисей. Короткое замыкание в системах управления генераторов привело к полному прекращению работы ГЭС.
На состоянии плотины СШГЭС авария не отразилась.
3. Прямой ущерб
Под прямым ущербом в результате аварии обычно понимают потери и убытки всех структур национальной экономики, попавших в зоны воздействия аварии.
При рассмотрении структуры прямого ущерба выделяют прямой экономический, прямой экологический и прямой социальный ущерб.
Прямой экономический ущерб связан непосредственно с повреждением или утратой основных и оборотных фондов.
техногенный катастрофа структура ущерб
Структура прямого экономического ущерба:
Прямой социальный ущерб от ЧС непосредственно связан с воздействием на население и его среду обитания.
Структура прямого социального ущерба:
Прямой экологический ущерб от ЧС связан с ущербом природной среды.
Структура прямого экологического ущерба:
Общая сумма экологического ущерба оценивается в 63 млн. рублей.
4. Косвенный ущерб
Косвенный ущерб, также как и прямой делится на три категории: экономический, социальный, экологический.
Экономический косвенный ущерб.
Влияние аварии на энергосистему
В результате аварии на непродолжительное время были полностью или частично отключены от энергоснабжения ряд промышленных предприятий: Саянский алюминиевый завод, Хакасский алюминиевый завод, Красноярский алюминиевый завод, Кузнецкий ферросплавный завод, Новокузнецкий алюминиевый завод, ряд угольных шахт и разрезов; было нарушено энергоснабжение, в том числе социальных объектов и населения, в Алтайском крае, Кемеровской области, Республике Хакасия, Новосибирской области, Томской области. Через 8 часов после аварии все ограничения были сняты за счёт ввода резервных мощностей на тепловых электростанциях и увеличения перетока электроэнергии из европейской части страны. До завершения восстановления Саяно-Шушенской ГЭС недовыработка ею электроэнергии будет компенсироваться повышенной загрузкой тепловых электростанций, работающих главным образом на угле (в связи с чем существенно возросли объёмы его перевозок, импортом электроэнергии из Казахстана, а также за счёт ввода в 2011 году первой очереди Богучанской ГЭС.
Реакция фондовых рынков
Сообщение об аварии предсказуемо отразилось на котировках акций компании на российских и иностранных фондовых рынках. В день аварии, 17 августа, торги акциями «РусГидро» на российских торговых площадках РТС и ФБ ММВБ были приостановлены по просьбе самой компании. Это произошло спустя всего несколько минут после открытия торгов, но за это время они успели потерять более 7% стоимости. На Лондонской фондовой бирже депозитарные расписки на акции «РусГидро» потеряли 14,8%. 18 августа торги акциями «РусГидро» на российских биржах не проводились, а 19 августа, после возобновления торгов, акции компании обвалились более чем на 10%.
Одновременно с падением котировок «РусГидро» начали расти акции электроэнергетических компаний, имеющих генерирующие мощности в Сибири, которые, по мнению участников рынка, смогут выиграть от увеличения загрузки мощностей. Поскольку энергию Саяно-Шушенской ГЭС предположительно заменит электричество более дорогих тепловых электростанций, инвесторы ожидают как роста цен на электроэнергию в регионе, так и роста выручки энергетических компаний.
Строительство водосброса
Для решения проблемы ускорены работы по строительству берегового водосброса ГЭС, на что из федерального бюджета было выделено 4,3 млрд. рублей, строительство водосброса велось в круглосуточном режиме; в месяц укладывалось по 36 000 мі бетона. Первая очередь водосброса введена 1 июня 2010 года. В 2010 году на строительстве водосброса предполагается освоить 3,5 млрд. руб.
Восстановление станции
Работы по восстановлению ГЭС начались практически сразу после аварии. 19 августа 2009 года.
Работы по восстановлению ГЭС планируется завершить к декабрю 2014 года. План восстановления станции включает в себя постепенную замену всех 10 гидроагрегатов на новые — той же мощности, но с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Новые гидроагрегаты будут изготовлены компанией «Силовые машины» — 6 агрегатов будет поставлено в 2011 году, оставшиеся 4 — в 2012 году, общая стоимость контракта на поставку оборудования составила 11,7 млрд. рублей.
Финансирование работ по восстановлению станции включено в скорректированную инвестиционную программу ОАО «РусГидро» на 2009 год в объёме 5,1 млрд. рублей и в проект программы 2010 года в объёме 16,1 млрд рублей. В качестве источника средств рассматривается возможность проведения допэмиссии акций компании, а также привлечение кредитов.
Социальный косвенный ущерб
Материальная помощь семьям погибших осуществлялась из различных источников. Компанией «РусГидро» были осуществлены выплаты в размере 1 млн. рублей семье каждого погибшего, отдельно выплачен двухмесячный заработок погибших и выделены средства на организацию похорон. Выжившие, но пострадавшие при аварии получили единовременные выплаты в размере от 50 до 150 тыс. рублей в зависимости от тяжести повреждений. Компания ведёт работу по обеспечению жильём нуждающихся семей, а также реализует иные социальные программы помощи семьям погибших. В общей сложности на социальные программы помощи компанией было выделено 185 млн. рублей.
Семье каждого погибшего была выдана компенсация в размере 1,1 млн. рублей дополнительно от федерального бюджета.
В настоящее время реализация Программы социальной поддержки членов семей погибших и пострадавших продолжается. Параллельно ОАО «РусГидро» осуществляет проекты комплексного развития инфраструктуры п. Черемушки, большинство которых призваны полностью обновить и модернизировать существующие в поселке объекты социально-бытового назначения (школы, учреждения здравоохранения, дороги, мосты, детские площадки и спортивные объекты и т.д.). Результаты реализации данных проектов должны обеспечить полноценные комфортные условия жизни гидроэнергетиков и всех жителей п. Черемушки.
Экологический косвенный ущерб
В посёлке Майна из-за выхода из строя фильтров очистки был приостановлен водозабор из Енисея, что вызвало нарушение централизованного водоснабжения посёлка. Местными властями была организована доставка воды автоцистернами по графику; 40% населения посёлка Майна временно использовало воду из колодцев. Для 1,8 тыс. пожилых людей и инвалидов, которые не могли донести воду до дома, была организована доставка бутилированной воды силами местного отделения Красного Креста при финансировании Еврокомиссии в размере 10,5 тыс. евро.
Список использованной литературы
1. Надежность технических систем и техногенный риск: Учебник / А.В. Гуськов, К.Е. Милевский; Новосиб. Гос. Техн. Ун-т. — Новосибирск, 2007. — 427 с.
2. Сайт: http://www.sshges.rushydro.ru
3. Сайт: http://ru.wikipedia.org/wiki/Авария_на_Саяно-Шушенской_ГЭС
4. Сайт http://ria.ru/infografika/20090819/181601828.html
Размещено на
