Содержание
-
ПРАКТИКА 1. Прогнозирование и оценка обстановки при радиационных авариях
-
Доза облучения D (Зв, мЗв, мкЗв) персонала (населения) при аварии на АЭС рассчитывается по формуле: где Рср – средняя мощность дозы (уровень радиации) за время облучения, Зв/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч; t – время облучения, ч; Косл – коэффициент ослабления дозы облучения средствами защиты (табл. 6).
-
-
Средние значения коэффициента ослабления Кослдозы облучения
-
Средняя мощность дозы (уровень радиации) Рср (Зв/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч) может быть определена по формуле: (19) где Рн и Рк – начальная (в момент начала облучения) и конечная (в момент окончания облучения) мощности дозы (уровни радиации), соответственно, Зв/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч.
-
Начальная, средняя и конечная мощности дозы (уровни радиации) Рн, Рср и Рк (Зв/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч) рассчитываются по формулам: (20-22) где Р1 – мощность дозы (уровень радиации) через 1час после аварии на АЭС, Зв/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч; tн, tср, tк – время, прошедшее от момента аварии на АЭС до момента начала, середины и окончания облучения, соответственно, ч.
-
Соотношение между tн, tср, tк выражается следующим образом:
(23-24) где t – время облучения, ч.
-
Задание 1 Какую дозу облучения в результате аварии на АЭС получат работники цеха, если: продолжительность их пребывания в цехе составит 5 часов; время начала смены – через 4 часа после аварии; мощность дозы (уровень радиации) на открытой местности через 1 час после аварии на АЭС – 40 мЗв/ч. Задание 2 В 02-00ч на N–ской АЭС произошла авария с выбросом радиоактивных веществ в атмосферу. Примерно в 03-00ч радиоактивные осадки выпали на территорию населенного пункта N и мощность дозы (уровень радиации) в это время составила 6 мЗв/ч. Какую суммарную дозу облучения получили жители городка N, если до 11-00ч они находились в каменных малоэтажных (в среднем 2-х этажных) зданиях, а в 11-00ч началась их эвакуация, которая проводилась с использованием автотранспорта, причем протяженность маршрута эвакуации в зоне заражения составила 60 км, а скорость движения автобусов – 30 км/ч. (Мощность дозы (уровень радиации) вне зоны заражения равна фоновой, т.е. 0,2 мкЗв/ч=0,0002 мЗв/ч.).
-
Задание 3 Спустя какое время после аварии на АЭС можно начать работы по ликвидации ее последствий, если: мощность дозы (уровень радиации) на зараженной местности через 1 час после аварии составила 40 мЗв/ч; время, необходимое для проведения работ – 2 часа; допустимая доза облучения ликвидаторов – бульдозеристов и водителей автогрейдеров– 10 мЗв.
-
Задание 4 В результате аварии на АЭС и выпадения радиоактивных осадков поселок N оказался в зоне радиоактивного заражения. Определить: время аварии, если мощность дозы (уровень радиации) в поселке N в 1200ч составила 36 мкЗв/ч, а в 1700ч – 24 мкЗв/ч; дозу облучения, которую получили жители поселка в период с 1200ч до 1700ч, если в это время они находились в одноэтажных деревянных зданиях.
-
ПРАКТИКА 2. Построение деревьев событий и расчет вероятности ЧП
-
РИСК
обозначает возможную опасность либо действие наугад в надежде на удачный исход. В настоящее время в большинстве случаев под риском понимается возможная опасность потерь, вытекающая из специфики тех или иных явлений природы и видов деятельности человеческого общества.
-
Последствия чрезвычайных ситуаций и аварий можно разделить на три группы ущерба: • причинение ущерба жизни и здоровью людей; • экономические ущербы: - во-первых, из-за повреждения сооружения или конструкции; - во-вторых, косвенные убытки из-за выхода их из эксплуатации и остановки производства; • ущерб и неблагоприятные последствия для окружающей среды и культурных ценностей.
-
В большинстве стран мирового сообщества принята концепция «приемлемого риска» (АLАRА – as low as risk acceptable) Первый принцип – оправданность деятельности по управлению Р, которая должна согласовываться со стратегической целью управления Р, формулируемой как : практическая деятельность не может быть оправдана, если выгода от деятельности не превышает вызываемого ею ущерба. Второй принцип – оптимизация защиты по критерию среднестатистической ожидаемой продолжительности предстоящей жизни в обществе. Оптимальным считается вариант сбалансированных затрат на продление жизни за счет снижения уровня Р и выгоды, получаемой от хозяйственной деятельности.
-
Третий принцип управления риском состоит в том, что должен учитываться весь спектр существующих опасностей и вся информация о принимаемых решениях по управлению риском должна быть доступна широким слоям населения. Четвертый принцип – касающийся экологических ограничений, заключается в учете требований о НЕ превышении предельно-допустимых экологических нагрузок на экосистемы и, по существу, состоит в том, что обеспечение безопасности человека, живущего сегодня, достигалось бы путем реализации таких решений, которые бы не подвергали риску способность природы обеспечить безопасность и потребности человека будущего поколения.
-
Математическое определение риска
Риск определяется как произведение вероятности Р неблагоприятного события (аварии, катастрофы и ожидаемого ущерба У в результате этого события: R = P*Y (1) илиR = ∑ Pi* Yi (2) если может иметь место несколько (i) неблагоприятных событий с различными вероятностями Рi, и соответствующими им ущербами Уi.
-
Риск фактически определяется как математическое ожидание ущерба, рассматриваемого в виде случайной величины (Уi. – ее возможные значения, Рi– соответствующие им вероятности). Таким образом, один и тот же риск может быть вызван или высокой вероятностью отказа с незначительными последствиями (отказ какой-либо системы автомобиля), или ограниченной вероятностью отказа с высоким уровнем ущерба (отказ системы на АЭС).
-
КЛАССИФИКАЦИЯ РИСКОВ 1
• природные– риски, связанные с проявлением стихийных сил природы: землетрясения, наводнения, подтопления, бури..; • техногеиные– риски, связанные с опасностями, исходящими от технических объектов; • экологические– риски, связанные с загрязнением окружающей среды; • коммерческие– риски, связанные с опасностью потерь в результате финансово-хозяйственной деятельности. С точки зрения применения понятия риска при их анализе и управлении техногенной безопасностью, важными категориями являются: • индивидуальный– риск, которому подвергается индивидуум; • потенциальный территориальный риск – пространственное распределение частоты реализации негативного воздействия определенного уровня;
-
КЛАССИФИКАЦИЯ РИСКОВ 2
• коллективный– ожидаемое количество смертельно травмированных в результате возможных аварий за определенный период времени; • приемлемый–уровень риска, с которым общество в целом готово мириться ради получения определенных благ или выгод в результате своей деятельности; • неприемлемый– уровень риска, устанавливаемый административными или регулирующими органами как максимальный, выше которого необходимо принимать меры по его устранению; • пренебрежимый- уровень индивидуального риска, не вызывающий беспокойства индивидуума (если речь идет об индивидуальном риске). Это также может быть уровень риска, устанавливаемый администрацией предприятия или регулирующими органами как максимально разрешенный, который не приводит к ухудшению экономической деятельности предприятия или качества жизни населения при существующих социально-экономических условиях и т.д.
-
Для обеспечения безопасности конкретной производственной деятельности должны быть выполнены следующие три условия: Первое – осуществляется детальный анализ опасностей, формируемых в изучаемой деятельности. Анализ должен проводиться в следующей последовательности: устанавливаются элементы среды обитания (производственной среды) как источника опасности. Проводится оценка имеющихся в рассматриваемой деятельности опасностей по качественным, количественным, пространственным и временным показателям. Второе – разрабатываются эффективные меры защиты человека и среды обитания от выявленных опасностей. Под эффективными мерами понимаются такие меры защиты человека на производстве, которые при минимуме материальных затрат дают наибольший эффект: снижают заболеваемость, травматизм .. Третье – разрабатываются эффективные меры защиты от остаточного риска данной деятельности. В условиях производства такую работу выполняют службы здравоохранения, противопожарной безопасности, службы ликвидации аварий ...
-
Измерение риска. Дерево отказов.
Наиболее часто используемыми в исследованиях по анализу риска являются показатели смертности от применения той или иной технологии. К ним относятся: 1. Данные среднестатистической ежегодной смертности всего населения, соответствующим образом нормированные (например, среднее число жертв авиационных катастроф в стране за год или число таких жертв на 1000 или другое число жителей). 2. Данные среднестатистической ежегодной смертности среди людей, пользующихся рассматриваемой технологией (число жертв авиационных катастроф, отнесенное не ко всему населению, а лишь к тем, кто пользуется авиационным транспортом). 3. Данные среднестатистической ежегодной смертности, отнесенные к числу пользователей и ко времени воздействия рассматриваемой технологии (т.е. к продолжительности авиаполетов).
-
При оценке надежности технологии исследователь может столкнуться с двумя полярными ситуациями. В первой, он имеет дело со старой или традиционной технологией. В этом случае он может воспользоваться статистическими данными о работоспособности технологии, о вероятностях ее отказов, аварий и т.п. Когда же рассматривается безопасность новой технологии, вместо данных статистики приходится пользоваться результатами моделирования. Наиболее распространенный подход к моделированию безопасности технических систем заключается в построении деревьев отказов и деревьев событий.
-
Построение дерева отказов начинается с определения некоторого конечного (аварийного) состояния системы. Далее перечисляются все подсистемы и связанные с ними события, которые могут привести к аварии системы. Для каждой подсистемы эта процедура повторяется, т.е. определяются те события, которые могут привести к ее аварии. Чтобы отыскать и наглядно представить причинную взаимосвязь с помощью дерева отказов, необходимы элементарные блоки, подразделяющие и связывающие большое число событий. Логические символысвязывают события в соответствии с их причинными взаимосвязями. Логический знак может иметь один или несколько входов, но только один выход, или выходное событие. Выходное событие логического знака «И» наступает в том случае, если все входные события появляются одновременно. С другой стороны, выходное событие у логического знака «ИЛИ» происходит, если имеет место любое из входных событий.
-
-
Пример 1
Примеры логических знаков показаны на рис. 2. Событие «пожар начался» имеет место, если два события: «утечка горючей жидкости» и «воспламенитель вблизи горючей жидкости» происходят одновременно. Последнее событие случается, если происходит одно из двух событий: «есть искры» или «курящий».
-
-
Пример 2
Шестиугольник, являющийся логическим знаком запрета, используется для представления вероятностных причинных связей. Событие, помещенное под логическим знаком запрета на рис. 3, называется входным событием, в то время как событие расположенное сбоку от логического знака, называется условным событием. Условное событие принимает форму события при условии появления входного события. Выходное событие происходит, если имеют место и входное, и условное события. Другими словами, входное событие вызывает выходное событие с вероятностью (обычно постоянной) появления условного события. Логический знак запрета часто появляется в тех случаях, когда событие вызывается по требованию. Он используется главным образом для удобства и может быть заменен логическим знаком «И», как оказано на рис. 4.
-
-
Пример 3
Логический знак «приоритетное И», помещенный в строке 4 табл. 1., эквивалентен логическому знаку «И» с дополнительным требованием того, чтобы события на входе происходили в определенном порядке. Событие на выходе появляется, если события на входе происходят в определенной последовательности (слева направо). Появление событий на входе в другом порядке не вызывает события на выходе. Рассмотрим, например, систему, имеющую основной источник питания и резервный. Резервный источник питания включается в работу автоматическим переключателем, когда отказывает основной источник. Питание в системе отсутствует, если: 1) отказывают как основной, так и резервный источники; 2) сначала выходит из строя переключатель, а затем отказывает основной источник питания.
-
Предполагается, что если за отказом переключателя следует отказ основного источника, это не приводит к потере питания при условии нормальной работы резервного источника. Причинные связи в системе показаны на рис. 5. Логический элемент «приоритетное И» может быть представлен сочетанием «логического И» и знака «запрета», а следовательно, эти логические знаки являются эквивалентом «логического И». Условным событием для «логического запрета» является то, что входные события логического знака «И» происходят в определенном порядке. Эквивалентные представления дерева, изображенного на рис. 5, показаны на рис. 6.
-
-
-
Логический элемент «исключающее ИЛИ» (строка 5 в табл. 1) описывает ситуацию, в которой событие на выходе появляется, если одно из двух (но не оба) событий происходит на входе.
-
Структура дерева отказов
Нежелательное событие помещается сверху (конечное событие) и соединяется с рядом более элементарных исходных отказов путем констатации событий и логических символов. Анализ ограничивается выявлением тех элементов системы и событий, которые приводят к отказу системы или аварии. Методика: Определяют аварийное событие, которое образует вершину. Дают признаки его точного распознавания. Для объектов химической технологии, например, к таким событиям относятся разрыв аппарата, пожар, выход реакции из-под контроля и др. Перечисляют возможные отказы, рассматривают их комбинации, определяют последствия этих событий.
-
2. Используя символы (табл. 1), дерево строят в соответствии с правилами: а) конечное (аварийное) событие помещают вверху; б) дерево состоит из последовательности событий, которые ведут к конечному событию; в) последовательности событий образуются с помощью логических знаков И, ИЛИ и др.; г) событие над логическим знаком помещают в прямоугольнике, а само событие описывают в этом прямоугольнике; д) первичные события (исходные причины) располагают снизу.
-
При построении дерева аварий события располагают по уровням. Главное (конечное) событие занимает верхний – нулевой уровень, ниже располагают события 1-го уровня (среди них могут быть и начальные), затем 2-го уровня и т.д. Если на первом уровне содержится одно или несколько начальных событий, объединяемых логическим значком ИЛИ, то возможен непосредственный переход от начального события к аварии. 3. Эксперты проверяют правильность построения. 4. Определяют минимальные аварийные сочетания и минимальную траекторию для построения дерева. Первичные и не разлагаемые события соединены с событием нулевого уровня маршрутами (ветвями). Сложное дерево имеет различные наборы исходных событий, при которых достигается событие в вершине, они называются аварийными сочетаниями или прерывающими совокупностями событий.
-
Минимальным аварийным сочетанием (МАС) называют наименьший набор исходных событий, при котором возникает событие в вершине. Полная совокупность МАС дерева представляет собой все варианты сочетаний событий, при которых может возникнуть авария. Минимальная траектория – наименьшая группа событий, без появления которых аварии не происходит. Минимальные траектории представляют собой события, которые являются критическими для поддержания объекта в рабочем состоянии. 5. Качественно и количественно исследуют дерево с помощью выделенных минимальных аварийных сочетаний и траекторий. Качественный анализ заключается в сопоставлении различных маршрутов от начальных событий к конечному и определении критических (наиболее опасных) путей, приводящих к аварии. При количественном исследовании рассчитывают вероятность появления аварии в течение задаваемого интервала времени по всем возможным маршрутам.
-
При расчете вероятности возникновения аварии необходимо учитывать применяемые логические знаки. Вероятность S(B) выходного события В при независимости входных событий А1,А2,…… Аnопределяют по формулам: при знаке И: (7) при знаке ИЛИ: (8) где S(Аi) – вероятность события А.
-
Построение деревьев событий
Дерево событий обычно рисуется слева направо или сверху вниз и начинается с исходного события. Этим исходным событием является любое событие, которое может привести к отказу какой-либо системы или компонента. В дереве событий исходные события связаны со всеми другими возможными событиями – ветвями, а каждый сценарий представляет собой путь развития аварии, состоящий из набора таких разветвлений.
-
Пример дерева событий
соответствует гипотетической последовательности событий при аварии с потерей теплоносителя в водоохлаждаемом реакторе АЭС. Начальным событием служит разрыв трубопровода с вероятностью F0. Следующие события: пребывание системы электроснабжения и в исправном состоянии с вероятностью S1, и в неисправном состоянии с вероятностью F1; срабатывание системы аварийного охлаждения с вероятностью S2 и несрабатывание с вероятностью F2; срабатывание системы удаления продуктов деления вероятностью S3 и несрабатывание с вероятностью F4; сохранение целостности защитной оболочки с вероятностью S4 и нарушение целостности с вероятностью F4.
-
-
При развитии событий по верхней ветви дерева с вероятностью S = S1 S2 S3 = 0.1996 ожидаются очень небольшие радиоактивные выбросы, при развитии по нижним ветвям – большие и очень большие выбросы. Вероятность развития по верхним ветвям выше.
-
Задача 1.
Предполагается, что поражение человека электрическим током L является результатом одновременного наложения трех условий: появления электрического потенциала высокого напряжения на металлическом корпусе электроустановки (утюга, стиральной машины) (событие H), нахождение человека на токопроводящем основании, соединенном с землей (событие I) и касание какой-либо частью его тела корпуса электроустановки (событие К). В свою очередь, событие Н будет следствием любого из двух других событий – предпосылок А и В, например снижения сопротивления изоляции или касания токоведущими частями электроустановки ее корпуса по какой-либо причине; событие I также обусловлено двумя предпосылками С и D (нахождением человека на токопроводящем полу или его касанием заземленных элементов); событие К – следствием одной из трех предпосылок Е, F и G, например необходимостью ремонта, технического обслуживания или использования электроустановки по назначению. Нарисовать дерево отказов, описывающее сценарии поражения человека электрическим током. Примечание Аналитическое представление рассмотренного происшествия может быть представлено записью: L=(А + В)(С + D)(Е + F+ G).
-
-
Задача 3. Проанализировать дерево отказов. Определить вероятность схода с рельсов.
-
Практика 3. Расчет систем Пожаро тушения
-
Для защиты производственных объектов от пожаров используют средства сигнализации и пожаротушения. Наиболее современной и надежной является электрическая пожарная сигнализация, которая дополнительно обеспечивает автоматический ввод средств пожаротушения и содержит пожарные извещатели (датчики), устанавливаемые в защищаемом помещении. Пожарные извещатели преобразуют физические параметры, характеризующие пожар, в электрические сигналы. В зависимости от фактора, вызывающего срабатывание датчика, извещатели подразделяются на тепловые (чувствительный элемент-биметалл, термопара или полупроводник); дымовые (чувствительный элемент-фотоэлемент, ионизационная камера или фотореле); световые (чувствительный элемент реагирует на ультрафиолетовую или инфракрасную область спектра оптического излучения открытого пламени) и комбинированные. Наибольшей инерционностью обладают тепловые датчики, а наименьшей – световые.
-
Площадь помещения (Sd), контролируемую одним датчиком пожаро- и взрывопредупреждения, расположенным в зоне вероятного источника утечки или поступления горючих газов, определяют по формуле:
Sd 0,05KсB2Cнкпв/[0,2 Cпдвк(1-Cнкпв)], гдеKс– коэффициент, характеризующий неравномерность распределения газов по объему помещения при диффузионных процессах их перемещения, принимается по таблице 1; В – ширина помещения, м ; Снкпв – нижний концентрационный предел воспламенения газов и паров (минимальное содержание горючего вещества в однородной смеси с окислителем (воздухом), при котором пламя распространяется на бесконечно большое расстояние от источника зажигания), принимается по таблице 1; Спдвк– предельно допустимая взрывобезопасная (невоспламеняемая) концентрация газов и паров, принимается по таблице 1; 0,05 – доля свободного объема помещения, где установится концентрация газа на уровне Снкпв.
-
Число (Nd) датчиков систем пожаро- и взрывопредупреждения для всего объема помещения рассчитывается по уравнению: Nd>Sг/Sd (3) Где Sг – общая площадь помещения. Sd – контролируемая датчиком.. Расстояние (Ld) между датчиками находят по формуле: Ld
-
Датчики систем пожаро- и взрывопредупреждения следует размещать по высоте помещения, исходя из соотношения молярных масс воздуха и горючих газов и паров с учетом поправки на температуру (рис.2).
-
Рис.2 Расположение датчиков (Д) по высоте помещения: а) когда МMв При нескольких разновысоких источниках утечки принимают среднеарифметическое значение суммы их высот.
-
Для горючих газов и паров, молярная масса которых меньшемолярной массы воздуха, высоту (h0) подвески датчика системы взрывопредупреждения от перекрытия помещения следует определять по формуле: h0 = (H-H0)MTв/(MвТ), (5) где Н и Но - высота производственного помещения и высота расположения вероятного источника утечки горючего газа или пара, м; М и Мв- молярная масса горючего газа или пара и воздуха, соответственно, г/моль; Т и Тв- температура горючего газа и воздуха, соответственно, К.
-
Для горючих газов и паров, молярная масса которых больше молярной массы воздуха, высоту (ho) размещения датчиков от пола помещения следует определять по формуле: h0 = H0MвT/(MTв) (6) Молярная масса воздуха Мв=28,96 г/моль.
-
Молярную массу (Мсм) бинарных смесей газов следует определять по формуле:
Мсм=М1М2/[М2+(М1-М2)С2 (7) где М1 и М2- молярная масса легкого и тяжелого газа, соответственно, г/моль; C2 - концентрация более тяжелого газа. При наличии многокомпонентных смесей веществ высоту расположения первичных преобразователей информации следует рассчитывать по превалирующему компоненту в смеси, когда компоненты смеси близки по своим показателям пожаро- и взрывоопасности. В противном случае высоту расположения первичных преобразователей информации необходимо рассчитывать по компоненту смеси с наименьшим значением Снкпв.
-
Таблица1Значения показателей пожарной опасности индивидуальных веществ, смесей и технических продуктов
-
-
-
-
-
-
-
Задание 2
Рассчитать количество датчиков пожаропредупреждения, а также изменение количества датчиков от площади помещения. Исходные данные для расчета: пожароопасное вещество – бензин марки АИ-93; Снкпв = 0,0106 мольная доля (м.д.); Спдвк = 0,0053 м.д.; Кс=3,45 (из таблицы приложения). ширина (В=5м) и длина (L=от 4 до 40 м) производственного помещения (по заданию преподавателя). Расчет площади помещения (Sd), контролируемой одним датчиком, ведем по уравнению (2); а количества датчиков – по уравнению (3). Рассчитанное количество датчиков округляем до целого, в сторону увеличения. Результаты расчетов приведены в табл.2.
-
Таблица 2 Количество датчиков взрыво- и пожаропредупреждения, необходимых для размещения на производственной площади
-
Размещение датчиков по производственной площади производят согласно рис.3 с учетом диаметра площади, контролируемой датчиком, и расстоянием между датчиками. Таким образом, количество датчиков взрыво- и пожаропредупреждения не зависит от высоты помещения, а определяется только величиной производственной площади.
-
Размещение датчиков по производственной площади производят согласно рис.3 с учетом диаметра площади, контролируемой датчиком, и расстоянием между датчиками. Таким образом, количество датчиков взрыво- и пожаропредупреждения не зависит от высоты помещения, а определяется только величиной производственной площади.
-
Задание 3
Рассчитать зависимость высоты размещения датчиков от возможной высоты утечки пожароопасного вещества (бензина марки АИ-93) и температуры окружающего воздуха. Исходные данные для расчета: высотапомещения – Н=5 м; возможная высота утечки - Н0=0-2 м (по заданию преподавателя); температура окружающего воздуха – Тв=273-303 по Кельвину; температура горючего вещества – Т=298 К (25 С). Так как средная молярная масса бензина АИ-93 больше средней молярной массы воздуха, то расчет ведем по уравнению (6). Результаты расчетов приведены в табл.3 и рис. 4.
-
Таблица 3 Высота расположения датчиков в зависимости от возможной высоты утечки пожароопасного вещества и температуры окружающего воздуха.
-
-
Практика 4. Прогнозирование и оценка обстановки при взрывах
-
Тротиловый эквивалент взрыва взрывчатого вещества Gвв(кг, г, т) рассчитывается по формуле 8:
где Qvтр и Qvвв – удельные теплоты взрыва тротила и другого рассматриваемого взрывчатого вещества, МДж/кг (табл. 4) (Мегаджоуль 1 МДж = 106 Дж); Мвв – масса рассматриваемого взрывчатого вещества, кг, г, т.
-
Уд. теплота взрыва Qvвв взрывчатых веществ
-
Тротиловый эквивалент взрыва топливо – или пылевоздушной смеси (ТВС или ПВС, соответственно) GТВС(кг, г, т) определяется по формуле: (9)
где – коэффициент -доля прореагировавшей смеси; (для взрывов горючих газов и пылей -равен 0,5, для взрывов паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей – 0,3); МТВС – масса смеси, кг,г, т; QVТР и QVТВС– удельные теплоты взрыва тротила (см. табл. 4.) и смеси, соответственно, МДж/кг
-
Избыточное давление во фронте ударной волны Рф (кПа) : (10)
где G – тротиловый эквивалент взрыва, кг; R – расстояние от центра наземного взрыва до заданного объекта, м.
-
При анализе поля давлений (расчете Рф по ф.10) взрыва ТВС или ПВС в качестве тротилового эквивалента взрыва принимается величина G1(кг, г, т): (11)
где 1 – коэффициент, представляющий собой долю энергии взрыва, пошедшей на образование воздушной ударной волны; обычно 1 принимается равным 0,6; GТВС – тротиловый эквивалент взрыва смеси, кг, г,т.
-
Радиусы зон разрушения R(м) зданий и сооружений при взрыве в населенном пункте можно оценить по формуле: (12)
где Y – коэффициент, учитывающий степень разрушения зданий и сооружений; Y принимается равным: для зоны полных разрушений 4,7; для зоны сильных разрушений 6,4; для зоны средних разрушений 8,2; для зоны слабых разрушений 13,5; G – тротиловый эквивалент взрыва, кг.
-
Таблица 5 Характеристика поражения людей и разрушения зданий и сооружений при взрыве
-
За дальность разлета осколков (обломков здания) L (м) принимается наименьшее из двух значений L1 (м) и L2 (м), рассчитываемых по формулам (14) и (15), соответственно:
где 2– коэффициент, представляющий собой долю энергии взрыва, пошедшей на разрушение здания и образование обломков; обычно 2 принимается равным 0,4; G – тротиловый эквивалент взрыва, кг; QVТР– удельная теплота взрыва тринитротолуола, равная 4,52106 Дж/кг; Мо– масса здания, кг; g– ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с2.
-
Количество погибших можно оценить: при взрыве взрывчатого вещества NВВ (чел.) – по формуле (16):
при взрыве ТВС или ПВС NТВС (чел.) по формуле (17): где d – плотность населения, тыс.чел./км2; GВВ и GТВС – тротиловый эквивалент взрыва взрывчатого вещества или смеси, т.
-
ЗАДАНИЕ 1 Рассчитать тротиловый эквивалент взрыва и оценить возможность поражения трех групп людей обломками здания угольного склада, образовавшимися пои взрыве пылевоздушной смеси на этом складе, если: масса угольной пыли 400 кг; масса здания угольного склада 350 т; удельная теплота взрыва смеси 32 МДж/кг; люди находятся от здания склада на расстоянии: первая группа – 1,0 км, вторая – 1,5 км, третья – 2,0 км. Задание 2 Определить возможные людские потери на местности с плотностью населения 1500 чел/км2 при случайном взрыве на железнодорожной станции 25 т гремучей ртути, а также степень поражения людей и степень разрушения здания склада, если они находятся на расстоянии 150 м от эпицентра взрыва.
-
Задание 3 Определить размеры зон разрушения и количество погибших в населенном пунктом с плотностью населения 2 тыс.чел/км2 в результате случайного взрыва 10 т нитроглицерина при его транспортировке. Задание 4 Рассчитать тротиловый эквивалент взрыва и оценить возможность поражения трех групп людей обломками здания угольного склада, образовавшимися пои взрыве пылевоздушной смеси на этом складе, если: масса угольной пыли 400 кг; масса здания угольного склада 350 т; удельная теплота взрыва смеси 32 МДж/кг; люди находятся от здания склада на расстоянии: первая группа – 1,0 км, вторая – 1,5 км, третья – 2,0 км.
-
ПРАКТИКА 5. Прогнозирование и оценка обстановки при химических авариях
-
Глубина зоны химического заражения Г (км) :
где Q0 – количество аварийно химически опасного вещества (АХОВ) (сильнодействующего ядовитого вещества (СДЯВ)), выброшенного при аварии в окружающую среду, кг; a – коэффициент, представляющий собой долю АХОВ (СДЯВ), перешедшего в первичное и вторичное облако; а принимается равным: для сжатых газов 1,00; для сжиженых газов 0,35; для жидкостей с температурой кипения ниже +20оС 0,22; для жидкостей с температурой кипения выше +20оС 0,03; Dр – пороговая токсодоза АХОВ (СДЯВ), мгмин/л (табл. 7); V – скорость ветра на высоте 1 м, м/с; КГ – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы*; Кг принимается равным: при инверсии 1,0; при изотермии 1,5; при конвекции 2,0.
-
* Глубина зоны заражения зависит от скорости переноса переднего фронта облака зараженного воздуха. В свою очередь скорость переноса зависит не только от ветра, но и от метеорологических условий, вертикальной устойчивости атмосферы. Различают три степени устойчивости атмосферы: инверсию, изотермию, конвекцию.Инверсия - это повышение температуры воздуха по мере увеличения высоты. Толщина приземных инверсий составляет десятки - сотни метров.Инверсионный слой является задерживающим слоем в атмосфере. Он препятствует развитию вертикальных движений воздуха, вследствие чего под ним накапливаются водяной пар, пыль. Это благоприятствует образованию слоев дыма, тумана.Инверсия препятствует рассеиванию по высоте и создает наиболее благоприятные условия для сохранения и распространения высоких концентраций АХОВ.Изотермия характеризуется стабильным равновесием воздуха. Она наиболее типична для пасмурной погоды, а также возникает в утренние и вечерние часы. Изотермия, так же как и инверсия, способствует длительному застою паров АХОВ на местности, в лесу, в жилых кварталах городов и населенных пунктов. Конвекция - это вертикальные перемещения воздуха с одних высот на другие. Теплый поднимается вверх, холодный опускается вниз. При конвекции восходящие токи воздуха рассеивают зараженное облако, что препятствует распространению АХОВ. Такие явления отмечаются обычно в летние ясные дни.
-
Пороговые токсодозыDр аварийно химическиопасных веществ (АХОВ)
-
-
Площадь зоны фактического заражения Sф (км2)
где КS – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы; Кs принимается равным: при инверсии 0,081; при изотермии – 0,133; при конвекции 0,235; Г – глубина зоны химического заражения, км; N – время, прошедшее после начала аварии, ч.
-
Время подхода t (ч) облака АХОВ (СДЯВ) к заданному объекту
где Х – расстояние от источника заражения до заданного объекта, км; - скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч, которая зависит от скорости ветра и степени вертикальной устойчивости атмосферы и определяется в соответствии с данными таблицы 8.
-
Скорость переноса переднего фронта облака зараженноговоздуха (км/ч) в зависимости от метеоусловий
-
Плавное убывание температур с высотой следует считать только общим свойством тропосферы. Очень часто наблюдается такая стратификация воздуха, при которой в направлении вверх температура или не падает, или даже повышается. Возрастание температуры с высотой над земной поверхностью называется ее инверсией (лат. inversio — переворачивание)
-
Изотермия: 1. Постоянство температуры воздуха с высотой в некотором слое атмосферы. Изотермия приближенно осуществляется в нижней стратосфере. Иногда уточняют: вертикальная изотермия. 2. Постоянство температуры при некотором атмосферном процессе, например, при изотермическом расширении.
-
Конвекция (в атмосфере) Конвекция в атмосфере, вертикальные перемещения объёмов воздуха с одних высот на другие, обусловленные архимедовой силой: воздух более тёплый и, следовательно, менее плотный, чем окружающая среда, перемещается вверх, а воздух более холодный и более плотный — вниз. При слабом развитии К. имеет беспорядочный, турбулентный характер. При развитой К. над отдельными участками земной поверхности возникают восходящие и нисходящие токи воздуха, пронизывающие атмосферу иногда до высот стратосферы (проникающая К.). Вертикальная скорость восходящих токов (термиков) при этом обычно порядка нескольких м/сек, по иногда может превышать 20—30 м/сек. С проникающей К. обычно связано образование облаков К. — кучевых и кучево-дождевых (грозовых).Развитие К. зависит от распределения температуры в атмосфере по высоте. Восходящий воздух поднимается до тех пор, пока его температура остаётся выше температуры окружающего воздуха; нисходящий воздух, в свою очередь, опускается, пока он холоднее окружающего воздуха. Но восходящий воздух вследствие расширения охлаждается на 1 °С на 100 м подъёма (пока в нём не началась конденсация) .
-
Количество пораженных П (чел.) на предприятии, в городе, сельской местности и т.п. рассчитывается в зависимости от исходных данных :
где l – количество производственного персонала (населения), оказавшегося в очаге поражения, чел.; d – средняя плотность размещения производственного персонала (населения) по территории объекта (города, загородной зоны), чел./км2; Sпр – площадь территории предприятия (города, загородной зоны), приземный слой воздуха на которой был подвержен заражению, км2; Кзащ – коэффициент защищенности производственного персонала (населения) от поражения ядовитым веществом.
-
Коэффициент защищенности Кзащ, учитывающий размещение производственного персонала (населения) в укрытиях различной эффективности (степени защиты):
где qi – доля производственного персонала (населения), находящегося в i-ом укрытии Кiзащ – коэффициент защищенности i-го укрытия.
-
Характеристика структуры пораженных
-
Задание 1
Рассчитать тротиловый эквивалент взрыва и оценить возможность поражения трех групп людей обломками здания угольного склада, образовавшимися пои взрыве пылевоздушной смеси на этом складе, если: масса угольной пыли 400 кг; масса здания угольного склада 350 т; удельная теплота взрыва смеси 32 МДж/кг; люди находятся от здания склада на расстоянии: первая группа – 1,0 км, вторая – 1,5 км, третья – 2,0 км.
-
Задание 2
В результате аварии на станции «Товарная» крупного города N из железнодорожной цистерны вытекло 10 т сжиженного хлора. Определить глубину и площадь зоны химического заражения через 1 час после аварии (время испарения хлора – 54 мин.), а также количество и структуру пораженных, если плотность населения составляет 5 тыс.чел./км2, а коэффициент защищенности населения (в среднем) – 0,35. Метеоусловия: скорость ветра 3 м/с; направление ветра – в сторону жилых кварталов; изотермия.
-
Задание 3
Определить размеры зон разрушения и количество погибших в населенном пунктом с плотностью населения 2 тыс.чел/км2 в результате случайного взрыва 10 т нитроглицерина при его транспортировке.
-
Задание 4
В результате аварии на химически опасном объекте оказалось полностью разрушенным хранилище, содержавшее 3000 т сжиженного аммиака. Облако зараженного воздуха движется в направлении поселка N, расположенного в 7 км от аварийного объекта. Определить: глубину зоны химического заражения; время подхода облака зараженного воздуха к поселку; количество и структуру пораженных среди его жителей. В поселке проживает 800 человек, в момент аварии 30% жителей находились на открытой местности (коэффициент защищенности равен 0), остальные – в помещениях с коэффициентом защищенности 0,30 (в среднем); об аварии население не оповещено. Метеоусловия: скорость ветра 3 м/с, конвекция.
-
Задание 5
Определить возможные людские потери на местности с плотностью населения 1500 чел/км2 при случайном взрыве на железнодорожной станции 25 т гремучей ртути, а также степень поражения людей и степень разрушения здания склада, если они находятся на расстоянии 150 м от эпицентра взрыва.
-
Задание 6
Определить возможную степень поражения людей и степень разрушения сооружений от воздействия воздушной ударной волны, образовавшейся при взрыве пылевоздушной смеси на угольном складе, если: люди и сооружения находятся на расстоянии 100м от здания склада; масса угольной пыли 500 кг; удельная теплота взрыва смеси 32 МДж/кг. Оценить возможное число погибших при этом взрыве на местности с плотностью населения 2500 чел/км2.
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.