Оценка устойчивости функционирования объектов и их систем в условиях ЧС

Рассмотрим методику решения  задач по оценке химической обстановки на объектах, имеющих СДЯВ.

Для определения возможной  площади разлива СДЯВ применяется  следующая формула:

где S_p — площадь разлива; G — масса СДЯВ, т; ρ — плотность СДЯВ, т/м²;

t — толщина слоя разлившейся жидкости.

Ширина зоны химического  поражения Ш составляет: при инверсии — 0,03Г, при изотермии — 0,15Г, при конвекции — 0,8Г.

Окончательная площадь зоны химического заражения вычисляется  по следующей формуле:

где Г — глубина зоны химического заражения.

Время подхода зараженного  воздуха к некоторому пункту высчитывается  по формуле:

,

где R — расстояние от точки выброса СДЯВ до заданного рубежа (объекта), м;

v_ср — средняя скорость переноса облака воздушным потоком, м/с.

Оценка химической обстановки, сложившейся в результате аварий с выбросом СДЯВ. Она сводится к решению задач:

-расчет глубины зоны  заражения;

-расчет глубины зоны  возможного заражения при разрушении  ХОО;

-                определение площади зоны заражения;

-                определение времени подхода зараженного воздуха к объекту;

-                определение продолжительности поражающего действия СДЯВ.

Количественные характеристики выброса СДЯВ для расчета масштабов заражения определяют по их эквивалентным значениям.

Эквивалентные количества вещества по первичному облаку (в тоннах) определяют по формуле:

Q_э1=K₁ K₃K₅ K₇ Q_c  ,

где    K₁ - коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ (для сжатых газовK₁ = 1);  

К₃ - коэффициент , равный отношению поражающей токсодоза хлора к поражающей токсодозе другого СДЯВ;

К₅ - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (принимается равным при инверсии - 1; изотермии - 0,23; конвекции - 0,08); 

К₇ - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, по табл. 3.13 (для сжатых газов К -1); Qc - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества.

Определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку

Эквивалентное количество по вторичному облаку   рассчитывают по формуле:

Q_э2 =(1-К1) • К₂ • К₃ * К₄ * К₅ • К₆

*К7

где    К₂ - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ;

К₄-коэффициент, зависящий от скорости ветра; 

К₆-коэффициент, зависящий от времени прошедшего после начала аварии-N.

Значение коэффициента К₆ определяют после расчета продолжительности испарения вещества Т. При N ≥ Т, значение К₆принимают таким же, как для N = Т, а при N ≤ Тнас - К₆ принимают для 1 ч.

d - плотность СДЯВ, табл. 3.13, в т/м³;

h - толщина слоя СДЯВ, м.

 

 

5. ОЦЕНКА ПОЖАРНОЙ И ИНЖЕНЕРНОЙ ОБСТАНОВКИ

Под пожарной обстановкой  в очаге ядерного поражения понимаются масштабы и плотность пожаров, возникающих и развивающихся в населенных пунктах и на объектах промышленности, оказывающих влияние на жизнедеятельность населения, работу промышленных предприятий, на проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ.

Оценку пожарной обстановки производят по результатам прогнозирования.

Прогнозирование может проводиться  как в мирное (предварительная оценка) время, так и после ядерного взрыва (аварии).

Предварительная оценка пожарной обстановки включает в себя:

-                 выявление в городской застройке участков, на которых возможно образование сплошных пожаров и огневых штормов;

-                 определение возможной пожарной обстановки на маршруте ввода сил ГО на объекты ведения АСиДНР.

В ходе предварительной оценки пожарной обстановки определяют возможность локализации сплошных пожаров, производят расчет сил и средств для основных видов работ противопожарной службы, а также делают анализ обеспечения города (объекта) водой для пожаротушения.

Выявление в городской  застройке участков, на которых возможно образование сплошных пожаров и огненных штормов производят следующим образом:

-                 на плане населенного пункта выделяют участки застройки примерно содинаковой степенью огнестойкости и этажностью;

-                 разрывы между участками должны быть не менее 30м. Каждому участку застройки присваивают порядковый номер. Нумерацию участков производят отгеометрического центра населенного пункта (города) по часовой стрелке.

Оценка противопожарной  обстановки включает в себя определение  видов пожара на территории города (объекта), оказавшейся в очаге  ядерного поражения, а также плотность и продолжительность возникающих и продолжающихся пожаров на участках застройки.

Исходные данные для оценки пожарной обстановки:

-                вид, мощность и время ядерного взрыва, координаты его центра;

-                скорость и направление приземного ветра;

-                материалы предварительной оценки пожарной обстановки;

- характеристика застройки  по степеням огнестойкости и  этажности зданий на участках.

Время охвата огнем зданий:

Т_охв= τ_о *х  ,

где τ₀ - время охвата огнем зданий без учета степени их разрушений, т.е. время охвата огнем зданий на пожарах мирного времени (мин); х - коэффициент, учитывающий степень разрушения зданий ударной волной.

Время охвата огнем зданий на пожарах мирного времени зависит  от степени огнестойкости и этажности зданий.

Время охвата огнем зданий I, II, III степеней огнестойкости, этажность которых превышает параметр, следует принимать по приведенному максимуму.

Значение коэффициента X определяют по формуле:

X = R_ip/R_p

где - R_ip расстояние от границы зоны полных разрушений до геометрическогоцентра рассматриваемого участка застройки в м;

Rp - расстояние от границы зоны полных разрушений до внешней границы очага ядерного поражения.

Время развития сплошных пожаров  по участку застройки зависит  от многих факторов и , в первую очередь, от количества первоначально загоревшихся зданий в момент ядерного взрыва (первоначальной плотности пожаров), протяженности участка застройки, линейной скорости распространения пожара и др. Это время :

τ_разв= Кз

,

где Кз - коэффициент, учитывающий плотность пожаров на участке застройки в момент ядерного взрыва; е - длина участка застройки в направлении приземного ветра;Vx - линейная скорость распространения сплошного пожара, м/мин.

Значение коэффициента Кз определяют из выражения:

Кз = 1 – р_n ,      где р_n - плотность пожаров.

Важным элементом в  оценке пожарной обстановки в очаге  ядерного поражения является определение времени выгорания пожарной нагрузки на участке городской застройки. Время выгорания зависит, прежде всего, от величины удельной пожарной нагрузки и массовой скорости выгорания и может быть определено по формуле:

τ_выч=

,

где Vм - массовая скорость выгорания кг/м²мин, которая является табличной величиной.

Зная время охвата огнем  здания, характерное для отдельных  и сплошных пожаров, время развития сплошных пожаров и время выгорания  пожарной нагрузки, можно определить продолжительность пожара на участках застройки:

- для отдельных пожаров   τ_оп= τ_охв + τ_выч                                                   

- для сплошных пожаров    τ_сп= τ_охв + τ_разв + τ_выч                                                  

Пожарную нагрузку в производственных зданиях и сооружениях можно определить по формуле:

Рн =(Рпост + Рпер) * а * в * с

где Рпост и Рпер - постоянная и переменная пожарные нагрузки; а, в - коэффициенты, учитывающие скорости выгорания вещества и материалов в зависимости от их физических свойств и конструктивных особенностей зданий; с - коэффициент, учитывающий наличие в зданиях автоматических установок пожаротушения, внутренних пожарных кранов и др.

В постоянную пожарную нагрузку включают материалы, входящие в строительные конструкции и способные гореть.

В переменную пожарную нагрузку входят вещества и материалы, обращающиеся в производстве, в т.ч., технологическое оборудование и материалы, находящиеся в расходных складах, мебель и т.п., способные гореть.

Величина постоянной и  переменной нагрузки может быть определена по формуле:

Р=

,

 

где mi - масса горючего вещества (материала), кг;Qi - количество тепла, выделяемого при сгорании одного кг вещества (материала) мДж/кг; Sзд - площадь здания, м ;  n - число видов горящих материалов (веществ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. ВЗРЫВ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ

В очаге взрыва газовоздушной  смеси выделяют три круговые зоны:

-                зону детонационной волны (зона - 1); 

-                зону действия продуктов взрыва (зона -11);

-                зону воздушной взрывной волны (зона -111).

“Зона-1” находится в  пределах облака взрыва. Радиус зоны (R ) можно определить по формуле:

R1 = 18,5

где Q - количество сжиженного газа, т.

Этот радиус может составлять от десятков до сотен метров. В пределах "Зоны-1" действует избыточное давление во фронте ударной волны ΔРф1 , которое можно считать постоянным и равным 1700 кПа.

“Зона 11” охватывает всю  площадь разлета продуктов газшной смеси в результате ее детонации. Радиус зоны определяют по формуле: R2 = 1,7 R₁ .

Избыточное давление в  пределах зоны - 11 может быть определено 
по формуле:           R 2 = 1,7R1

Избыточное давление в  пределах зоны - 11 может быть определено по формуле: 

Δт™₂=1300

где R - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, м.

“Зона 111” формируется  в радиусе действия воздушной  ударной волны (взрывной волны), распространяющейся по поверхности земли. Оценку избыточного давления в любой точке зоны 111 в зависимости от расстояния до центра взрыва газовоздушной смеси R, производят следующим образом:

а) определяют относительную  величину ψ (пси), характеризующую расстояние от центра взрыва.

ψ=0,24

где  R3    больше или равно R2 м.

б) расчет избыточного давления во фронте взрывной волны  ведут исходя из значений величины ψ : 

при ψ  < 2 ΔРф3 =  кПа

при   ψ>2 Рф₃ = , кПа

Взрыв газовоздушной смеси  может происходить и в замкнутом  объеме, например в шахтах.

Характер разрушений зданий, сооружений и оборудования, а также  степень поражения людей, вызванные получейным избыточным давлением, могут приниматься такими же, как и при оценке последствий воздействия избыточного давления во фронте ударной волны ядерного взрыва.

Поскольку, как говорилось выше, пожар - это неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей, необходимо организовать противопожарную защиту и комплекс профилактических мероприятий с целью предупреждения пожаров , ограничения их распространения и создание условий для безопасности людей. Для этого предусматриваются способы тушения (прекращения), основными из которых являются:

-                охлаждение зоны реакции или горения;

-                разбавливание реагирующих веществ;

-                изоляция реагирующих веществ в зоне горения;

-                химическое торможение реакции горения.

Защитными мероприятиями  в условиях пожара являются:

-                тушение пожара;

-                оповещение персонала;

-                использование средств индивидуальной и коллективной защиты;

-                экстренный вывод людей из зоны пожара;

-                медицинская помощь пострадавшим.

Профилактикой возникновения  взрывов и пожаров нужно считать  увеличение огнестойкости зданий и сооружений, совершенствование противопожарной защиты, соблюдение правил обращения и хранения взрыво-пожароопасных веществ.