- •Глава 1. Теоретические основы прогнозирования чрезвычайных ситуаций и их последствий
- •1.1.Общие положения
- •1.2. Законы поражения
- •1.2.1. Координатный закон поражения
- •1.2.2.Параметрический закон
- •1.2.3 Показательное (экспоненциальное) распределение
- •Глава 2. Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций природного характера
- •2.1. Прогнозирование обстановки в районе землетрясений
- •2.2. Прогнозирование наводнений
- •2.3. Прогнозирование селевых потоков
- •2.4. Прогнозирование снежных лавин
- •2.4.1. Расчет основных параметров лавин
- •2.5. Прогнозирование опасных атмосферных явлений
- •Глава 3. Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций, вызванных взрывными явлениями
- •3.1. Поражающие факторы взрывов. Расчетные зависимости основных параметров поражающих факторов
- •3.2.Оценка воздействия взрывов на людей и различные объекты
- •3.3. Примеры решения задач
- •Глава 4. Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций, вызванных авариями на химически опасных объектах
- •4.1. Общая характеристика аварийно химически опасных веществ (ахов)
- •4.2. Основные расчетные формулы для характеристик зон химического заражения
- •4.3. Расчет количества и структуры пораженных
- •Глава 5. Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций, вызванных авариями на радиационно опасных объектах
- •5.1. Особенности радиоактивного загрязнения окружающей среды при авариях на радиационно опасных объектах
- •5.2. Основные расчетные зависимости для определения получаемых доз облучения
- •5.3. Примеры решения типовых задач по выявлению и оценке радиационной обстановки
- •Глава 6. Прогнозирование последствий аварий, связанных с пожарами
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Пожар разлития
- •6.3. Горение парогазовоздушного облака
- •6.4. Горение зданий и промышленных объектов
- •6.5. Методические основы обоснования числа пожарно-спасательных депо
- •Глава 7. Прогнозирование устойчивости работы отдельных элементов объекта в чрезвычайных ситуациях
- •Основные положения по оценке устойчивости работы объектов экономики
- •Примеры оценки устойчивости некоторых элементов объекта
- •Приложения
- •Содержание
- •Глава 1. Теоретические основы прогнозирования чс и их последствий……..3
- •Глава 2. Прогнозирование последствий чс природного характера………….14
- •Рубцов Борис Николаевич Расчетно-графические задачи для исследования полей и уровней поражающих факторов источников чрезвычайных ситуаций
- •127994 Москва, ул Образцова, д.9, стр.9.
Глава 6. Прогнозирование последствий аварий, связанных с пожарами
6.1. Общие положения
Одним из поражающих факторов пожара является тепловое воздействие от продуктов горения. Подобное воздействие определяется величиной плотности потока поглощенного излучения – qпогл, кВт/м2 и временем теплового излучения – t, с. Плотность потока поглощенного излучения связана с плотностью потока падающего излучения соотношением qпогл=ε∙qпад, где ε – степень черноты (поглощательная способность) тепловоспринимающей поверхности; α – угол между направлением теплового потока и нормалью к поверхности тела. Чем меньше степень черноты облучаемого тела (больше отражательная способность поверхности тел), тем меньше величина поглощения, т.е. qпогл при прочих равных условиях. Некоторые коэффициенты поглощения материалов, окрашенных в различные цвета приблизительно равны: красный цвет – 0,85; оранжевый – 0,5; желтый – 0,25; зеленый – 0,8; голубой – 0,5; синий – 0,65; фиолетовый – 0,9; черный – 0,98; белый – 0,17; светло-серый – 0,45.
Человек ощущает сильную («едва переносимую») боль, когда температура верхнего слоя кожи превышает 45. Время достижения «порога боли» τ, с, определяется зависимостью τ=(35/q)1,33, с.
Здесь и в дальнейшем (если это не оговаривается) под «q» следует понимать «qпогл».
В табл.6.1. приведены степени термического ожога кожи человека.
Таблица 6.1. Характеристики ожогов кожи человека
Степень |
Повреждение |
Температура t |
Тепловая доза q∙τ, кДж/м2 |
Характеристика |
I |
Эпидермиса |
<55 |
<42 |
Покраснение кожи (q1,15∙τ=5500) |
II |
Дермы |
>55 |
42-84 |
Волдыри (q1,33∙τ=8700) |
III |
Подкожного слоя |
|
>84 |
Летальный исход при поражении более 20% кожи |
Время воспламенения горючих материалов при воздействии на них теплового потока плотностью q, кВт/м2 определяется зависимостью
τ =A/(q – qкр)n, с, (6.1)
где qкр – критическая плотность теплового потока, кВт/м2;
A и n – константы для конкретных веществ (так, для древесины A=4360, а n=1,61)
Значения qкр для разных материалов и результаты расчета по формуле (6.1) приведены в табл.6.2.
Таблица 6.2. Характеристики критических тепловых нагрузок (qкр) и времени воспламенения (τ) от плотности теплового потока (q) для различных веществ и материалов
Вещество, материалы |
qкр, кВт/м2 |
Время воспламенения, τ, с |
||||
Плотность теплового потока, q, кВт/м2 |
||||||
20 |
50 |
100 |
150 |
200 |
||
Солома |
7,0 |
70,3 |
10,2 |
2,9 |
1,4 |
0,91 |
Пенопласт |
7,40 |
73,7 |
10,3 |
2,9 |
1.5 |
0,91 |
Хлопок-волокно |
7,50 |
74,7 |
10,4 |
2,9 |
1,5 |
0,92 |
Х/б ткани |
8,37 |
83,9 |
10,7 |
3,0 |
1,5 |
0,92 |
Торф кусковой |
9,8 |
103,6 |
11,4 |
3,1 |
1,5 |
0,93 |
Картон серый |
10,8 |
122,4 |
11.8 |
3.1 |
1,5 |
0,94 |
Картон фибровый |
10,88 |
124,1 |
11.9 |
3,1 |
1,5 |
0,94 |
Темная древесина, ДСП |
12,56 |
172,3 |
12,7 |
3.2 |
1,5 |
0,96 |
Бензин А-66 |
12,6 |
173,8 |
12,8 |
3,2 |
1,6 |
0,96 |
Древесина сосновая |
12,8 |
181,5 |
12,9 |
3.3 |
1,6 |
0,96 |
Резина |
7,0 |
70,3 |
10,2 |
3,4 |
1,6 |
1,02 |
Битумная кровля |
7,0 |
70,3 |
10,2 |
3,4 |
1,6 |
1,02 |
Пластик слоистый |
7,0 |
70,3 |
10,2 |
3,4 |
1,6 |
0,97 |
Фанера |
7,0 |
70,3 |
10,2 |
3,4 |
1,6 |
0,97 |
Бензин А-78 |
7,0 |
70,3 |
10,2 |
3,4 |
1,7 |
0,98 |
Древесина крашенная |
7,0 |
70,3 |
10,2 |
3,4 |
1,7 |
0,99 |
Древесина обугленная |
7,0 |
70,3 |
10,2 |
3,4 |
1,7 |
1,0 |
Особо опасны нагревы емкостей с нефтепродуктами, которые могут воспламеняться через τ, с, при воздействии на них теплового потока q, кВт/м2. Некоторые приведены в табл.6.3.
Таблица 6.3. Зависимость времени воспламенения (τ, с) емкости с нефтепродуктами от величины теплового потока излучения (q, кВт/м2)
τ |
5 |
10 |
15 |
20 |
29 |
>30 |
q |
34,9 |
27,6 |
24,8 |
21,4 |
19,9 |
19,5 |
Вероятность поражения человека от теплового воздействия с летальным исходом можно определить по значению для пробит-функции Pr, вычисляемой по зависимости
Pr =-9,5+2,561,33∙τ). (6.2)
Значения пробит-функции приведены в табл. 6.4.
Таблица 6.4. Зависимость степени поражения (разрушения) от пробит-функции
P пор % |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
2,67 |
2.95 |
3,12 |
3.25 |
3,38 |
3,45 |
3,52 |
3,59 |
3,66 |
10 |
3,72 |
3,77 |
3,82 |
3,87 |
3.92 |
3,96 |
4,01 |
4,05 |
4,08 |
4,12 |
20 |
4,16 |
4,19 |
4,23 |
4,26 |
4.26 |
4,33 |
4,36 |
4,39 |
4,42 |
4,45 |
30 |
4,48 |
4,50 |
4,53 |
4,56 |
4,59 |
4,61 |
4,64 |
4,67 |
4,69 |
4,72 |
40 |
4,75 |
4,77 |
4,80 |
4,82 |
4,85 |
4,87 |
4,90 |
4,92 |
4,95 |
4.97 |
50 |
5,00 |
5,03 |
5,05 |
5,08 |
5,10 |
5,13 |
5,15 |
5,18 |
5,20 |
5,23 |
60 |
5,25 |
5,28 |
5,31 |
5,33 |
5,36 |
5,39 |
5,41 |
5,44 |
5,47 |
5,50 |
70 |
5,52 |
5,55 |
5,58 |
5,61 |
5,64 |
5.67 |
5,71 |
5,74 |
5,77 |
5,82 |
80 |
5,84 |
5,88 |
5,92 |
5,95 |
5,99 |
6,04 |
6,08 |
6,13 |
6,18 |
6,23 |
90 |
6.28 |
6,34 |
6,41 |
6,48 |
6,55 |
6,64 |
6,75 |
6,88 |
7,05 |
7,33 |
99 |
7,33 |
7,37 |
7,41 |
7,46 |
7,51 |
7,58 |
7,65 |
7,75 |
7,88 |
8,09 |
Время теплового воздействия τ, с, для случаев пожара разлития и горения здания (сооружения, штабеля и т.п.) определяется по зависимости
τ =τ0+x/V,
где τ0 – время обнаружения пожара (допускается принимать 5 с);
x – расстояние (м) от места нахождения человека до зоны, где q не превышает 4 кВт/м2;
V- скорость движения человека (V5 м/с).
Для случая огненного шара время теплового воздействия определяется длительностью огненного шара.