Определения

Взрыв – согласно ГОСТ Р 22.0.05 – 94:это быстро протекающий процесс физических и химических превращений вещества, сопровождающейся высвобождением значительного количества энергии в ограниченном объёме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привести или приводящая к возникновению техногенной ЧС.

Чрезвычайная ситуация – состояние, при котором в результате возникновения источника чрезвычайной ситуации на объекте, определённой территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наноситься ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.

Техногенная чрезвычайная ситуация – состояние, при котором в результате возникновения источника техногенного ЧС на объекте, определённой территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наноситься ущерб имуществу населения, народному хозяйству и ОПС.

Фронт пламени – узкая зона распространяющегося пламени, в которой происходит горение. Толщина Ф. п. при нормальном атмосферном давлении составляет десятые доли мм, достигая иногда 1 – 2 мм. При понижении давления Ф. п. растягивается в пространстве.

Сокращения

ЧС – чрезвычайная ситуация;

ОПС – окружающая природная среда;

ТВС – топливовоздушных смесей;

УВ – ударная волна;

ВВ – взрывчатые вещества;

Задание 1. Определение скорости распространения фронта племени.

Скорость распространения фронта племени определяется по формуле:

V = k ·М

где: k – константа, равная 43;

М – масса топлива, содержащегося в облаке.

V = 43 2750^1/6 = 161,25 (м/с)

Задание 2. Рассчитать эффективный энергетический запас топливовоздушной смеси.

Эффективный энергозапас топливовоздушной смеси рассчитываются по формуле:

Е = 2М ·q ·С /С

Е = 2 2750 4,64 10⁷ 0,077/0,15 = 13015,2 10⁷ = 130152000000 (Дж)

Задание 3. Рассчитать расстояние при взрыве.

Безразмерное расстояние при взрыве рассчитывается по формуле:

R = R/ (E/P )

R = 480/ (130152000000/101300)^1/3 = 480 1284817,374^1/3 = 480/1133,5 = =0,42

Задание 4. Рассчитать давление при взрыве.

Безразмерное давление при взрыве рассчитывается по формуле:

P = (V /С ) (( -1)/ ) (0,83/R -0,14/R )

P = (161,25/340)² ((7-1)/7) (0,83/0,42-0,14/0,42²) =

= 0,2209( 6,86( 1,98 – 0,79)) = 1,8

Задание 5. Расчет аварии, связанный с образованием «огненного шара»

Поражающее действие «огненного шара» на человека определяется величиной тепловой энергии (импульсом теплового излучения) и временем существования «огненного шара», а на остальные объекты – интенсивностью его теплового излучения.

Исходные данные:

Количество разлившегося при аварии топлива 10,6 м³;

Плотность жидкой фазы пропана, _Г = 530 кг/м³;

Температура «огненного шара»,  = 1350 К.

Необходимо определить время существования «огненного шара» и расстояние, при котором импульс теплового излучения соответствует различным степеням ожога человека.

Порядок оценки последствий аварии по ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов»:

Импульс теплового излучения Q, кДж, рассчитывают по формуле:

Q = t_s ·q

где t_s – время существования огненного шара, с;

q – интенсивность теплового излучения, кВт/м².

Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара», проводят по формуле:

q = E_f·F_q t

где E_f – средне поверхностная плотность теплового излучения, кВт/м²;

F_q – угловой коэффициент облученности;

t - коэффициент пропускания атмосферы.

E_f определяют на основе имеющихся экспериментальных данных, допускается принимать E_f равным 450 кВт/м².

Угловой коэффициент облученности рассчитывают по формуле:

где Н- высота центра «огненного шара», м;

D_s - эффективный диаметр «огненного шара», м;

r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.

Эффективный диаметр «огненного шара» D_s рассчитывают по формуле:

D_s = 5,33 m^0,327

где m – масса горючего вещества, кг.

H – определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать H равной D_s/2.

Время существования «огненного шара» t_s, с, рассчитывают по формуле:

t_s = 0,92 m^0,303

Коэффициент пропускания атмосферы т рассчитывают по формуле:

t = ехр [-7,0 10^-4 ( -D_s/2)]

Следует найти массу горючего m в «огненном шаре»:

m = 10.6·530 = 5618 (кг)

Определяем эффективный диаметр «огненного шара»

D_s =5,33· 5618 ^0,327 = 90 (м)

Принимая H = D_s /2 = 45 м, следует найти угловой коэффициент облученности, для расстояния r.

Расчёты:

Расстояние равно 1050 м.

Пропускания атмосферы получаем:

t = ехр [-7,0·10^-4 ( -90/2)] = ехр (7,0 10⁴ 1005,96) = 0,74

Принимая E_f = 450 кВт/м², следует найти интенсивность теплового излучения:

q = 450·0,084· 0,74 = 27,972(кВт/м² )

Далее следует найти время существования «огненного шара»:

t_s = 0,92·5618 ^0,303 = 12,6 (с)

Находим импульс интенсивности теплового излучения:

Q = 12,6 27,972·= 352,45(кДж/м²)

Вывод: Полученный результат свидетельствует о том, что для данного примера на расстоянии 1050 метров, люди находящиеся на открытом пространстве в момент происшествия аварии по данному сценарию, получат ожоги второй степени согласно таблице 2.

Результаты расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1.Интенсивность и импульс теплового излучения при горении «огненного шара»

Интенсивность теплового излучения, кВт/м^2	Импульс теплового излучения, кДж/м^2	Расстояние от цистерны, м
27,972	352,45	1050

Таблица 2:

Воздействие на объект	Интенсивность теплового излучения, кВт/м^2	Импульс теплового излучения, кДж/м^2	Расстояние от цистерны, м
Ожог 4-ой степени	49,3	620,6	75
Ожог 3-ей степени	33,1	417	98
Ожог 2-ой степени	17,8	222	135
Ожог 1-ой степени	9,8	122	175