УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

К выполнению расчетно-графических (контрольных) работ

По прогнозированию и оценке обстановки при чрезвычайных ситуациях.

Омск 2007

Прогнозирование и оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях техногенного характера

При заблаговременном прогнозировании обстановки в чрезвычайных ситуациях техногенного характера, как правило, принимают следующие допущения

— рассматривают негативные события (источники чрезвычайных ситуаций), наносящие наибольший ущерб;

— масса (объем) выброса (сброса) вещества (энергии) при техногенной аварии соответствует максимально возможной величине или объему наибольшей емкости;

— метеоусловия (класс устойчивости атмосферы, скорость и направление ветра, температура воздуха, влажность и т. п.) принимаются наиболее благоприятными (инверсия, скорость ветра 1 м/с, температура 20°С) для распространения пыле-паро-газово-го облака (радиоактивного, токсического, взрывоопасного);

— распределение населения в домах, на улице, в транспорте, на производстве принимается соответствующим среднестатистическому, с равномерной плотностью населения (персонала) в пределах населенного пункта (объекта экономики).

Рассмотрим методы прогнозирования последствий некоторых техногенных аварий.

Взрыв парогазовоздушного облака в ограниченном пространстве

При авариях с технологической аппаратурой, содержащей горючие газы и жидкости, но находящейся в ограниченном пространстве, масса поступающих в помещение горючих газов (ГГ), горючих (ГЖ) и легко воспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) определяют по формулам (5.57) и (5.58).

Массу паров ГЖ, поступающих в помещение при испарении разлившейся жидкости, находят по формуле (5.59), в которой площадь испарения F{u2) определяется исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих по массе 70% и менее растворителей разливается по площади 0, 5 м² пола помещения, а остальных жидкостей — на 1 м² пола помещения. Длительность испарения (с) принимается равной времени полного испарения, но не более 3600 с.

Интенсивность испарения разлившейся жидкости в помещении W_кг/ (m2 * с), согласно НПБ-105-95, определяется по формуле

где — коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения (табл. 5.26); М- молекулярная масса жидкости, кг/моль; Р нас. — по формуле (5.61), кПа.

Значение коэффициента

Таблица 5.26

Скорость воздушного потока, м/с	Температура в помещении t, ⁰C

	1, 0	1, 0	1, 0	1, 0	1, 0
0, 1	3, 0	2, 6	2, 4	1, 8	1, 6
0, 2	4, 6	3, 8	3, 5	2, 4	2, 3
0, 5	6, 6	5, 7	5, 4	3, 6	3, 2
1, 0	10, 0	8, 7	7, 7	5, 6	4, 6

Избыточное давление взрыва Рф (кПа) для индивидуальный горючих веществ, состоящих из атомов углерода, водорода, кислорода, хлора, брома и фтора, определяется по формуле

(5.69)

где: — максимальное давление взрыва стехиометрической газо- или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемой по справочным данным (при отсутствии данных допускается принимать равным 900 кПа); — начальное давление, принимаемое равным 101, 3 кПа; m — масса горючего газа или паров ЛВЖ в помещении, кг; Z — коэффициент участия горючего во взрыве, принимаемый равным 1 для водорода, 0, 5 — для других горючих газов, 0, 3 — для паров ЛВЖ и ГЖ; Vсв — свободный объем помещения, м³ (можно принять равным 80% помещения); — плотность газа или пара при расчетной температуре, кг/м³; — коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатность процессов горения, принимаемый равным 3; С _СТХ – стехиометрическая концентрация горючего, % об., вычисляемая по формуле

(5.70)

где стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения число атомов углерода, водорода, кислорода и галоидов в молекуле горючего).

Пожар разлития

При нарушении герметичности сосуда, содержащего сжиженный горючий газ или жидкость, часть (или вся) жидкости может заполнить поддон или обваловку, растечься по

поверхности грунта или заполнить какую-либо естественную впадину.

Если поддон или обваловка имеют вертикальный внутренний откос, то глубину заполнения h (м) можно найти по формуле:

(5.75)

где масса и плотность разлившейся жидкости; F_ПОД–площадь поддона.

При авариях в системах, не имеющих защитных ограждений, происходит растекание жидкости по грунту и (или) заполнение естественных впадин. Обычно при растекании на грунт площадь разлива ограничена естественными и искусственно созданными границами (дороги, дренажные канавы и т. п.), а если такая информация отсутствует, то принимается толщина разлившегося слоя, равной h = 0, 05 м, и определяют площадь разлива Fpaз (м²) по формуле

(5.76)

Отличительной чертой пожаров разлития является «накрытие» (рис. 5.6.) с подветренной стороны, которое может составлять 25—50% диаметра обвалования

Пламя пожара разлития при расчете представляется в виде наклоненного по направлению ветра цилиндра конечного размера (см. рис. 5.6), причем угол наклона зависит от безразмерной скорости ветра W_В:

(5.77)

Геометрические параметры факела пожара разлития находятся по формуле Томаса:

(5.78)

где Wв = — безразмерная скорость ветра; m_ВЫГ — массовая скорость выгорания, кг/(м² * с); — плотность пара и воздуха, соответственно, кг/м³; g — ускорение силы тяжести, м/с²; D — диаметр зеркала разлива, м; — скорость ветра, м/с.

Эмпирические коэффициенты по формуле Томаса (а = 55; b = 0, 67 и с = — 0, 21) получены по результатам экспериментов, выполненных для широкого диапазона изменения параметров:

Скорость выгорания жидкостей определяют, как правило, экспериментально. Для экспертной оценки скорости выгорания m_ВЫГ(кг/(м² * с)) можно воспользоваться эмпирической формулой

(5.79)

где — плотность жидкости, кг/м³; — низшая теплота сгорания топлива, Дж/кг; L_ИСП — скрытая теплота испарения жидкости, Дж/кг, С — коэффициент пропорциональности, значение которого, равное 1, 25 *10^-6 м/с, получено путем обработки многочисленных экспериментальных данных по выгоранию большинства органических жидкостей и их смесей (рис. 5.7).

Плотность теплового потока, падающего на элементарную площадку, расположенную на уровне грунта (см. рис. 5.6), (кВт/м²) вычисляется по формуле:

(5.80)

где — угловой коэффициент излучения с площадки на боковой поверхности пламени пожара разлива на единичную площадку, расположенную на уровне грунта (рис. 5.6), определяемый по графику на рис. 5.8; q^СОБ — средняя по поверхности плотность потока собственного излучения пламени кВт/м.³

Для ориентировочных расчетов можно принять следующие значения q^СОБ (кВт/м²):

Сжиженный природный газ (метан) – 150…170

Сжиженный нефтяной газ – 50…60

Бензин – 120…140

Нефть – 60…80

Мазут – 50…70

Керосин – 80…00

Общие положения

Радиационная безопасность населения – состояние защищенности настоящего и будущего поколения людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения.

Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи (внешнее облучение), и если радиоактивные вещества пополи внутрь человека с воздухом, водой, через открытую рану или другим путем (внутреннее облучение).

Внутреннее и внешнее облучение человека происходит от природных и искусственных источников ионизирующего излучения.

Источник ионизирующего излучения – устройство или радиоактивное вещество, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение.

Радиационная безопасность населения обеспечивается ограничением воздействия от всех основных видов облучения. Свойства источников и возможности регулирования различных видов облучения существенно разнятся. Поэтому регламентация обеспечения радиационной безопасности производится для каждого источника отдельно с использованием различных методологических подходов и технических способов.

Дополнительная информация

Оценка вредных веществ

Способность химических веществ вызывать нарушение жизнедеятельности организма (отравление) – называется токсичностью. Токсичность (вредность, ядовитость) характеризуется как мера несовместимости вещества с жизнью и здоровьем, а опасность – как вероятность отравления этим веществом в реальных условиях его применения или присутствия.

Оценка токсичности имеет четкую количественную интерпретацию (т.е. основанную на измерениях- предмет токсикометрии).

В основу токсикометрических исследований положено изучение зависимости между количеством ядовитого вещества, содержащимся в конкретной среде (субстрате) или поступившим в организм, и реакцией последнего в виде острого, подострого, хронического или смертельного отравления, а также в форме того или иного отдаленного эффекта.

При этом имеют значения не только собственно дозы, но и пути поступления вещества в организм, продолжительность его воздействия, состояние самого организма, условия окружающей среды. Количество яда оценивается в единицах его массы, отнесенных к единицы массы или объема субстрата (мг/м³ воздуха, мг/л воды, или г/кг воздушно-сухой почвы).эти характеристик называются концентрациями и обозначаются либо латинской буквой С, либо русской К.

Количество яда, поступившего в организм, соотносится с массой его тела (мг/кг) и называется дозой вещества ( D или Д ). Кроме того, концентрации вредных веществ могут выражаться в процентах или частях на миллион (ppm).

Устанавливаются три количественных характеристики вещества:

1) пороговая доза (или концентрация), иначе называемая порогом однократного воздействия; это наименьшее количество вещества, вызывающее при однократном воздействии такие изменения в организме, которые обнаруживаются при помощи специальных биохимических или физиологических тестов при отсутствии внешних признаков отравления; обозначаются символами К_мин (С_мин ) или Д_мин. (D_мин ) (минимальная концентрация или доза).

2) токсическая несмертельная доза (концентрация), которая вызывает видимые проявления отравления без смертельного исхода и обозначается символами ЕД или ЕК;

3) токсическая смертельная доза (концентрация), которая вызывает отравление, заканчивающееся смертью подопытного животного; обозначается символами ЛК и ЛД, где Л – первая буква латинского слова леталис, что означает смертельный.

Наиболее объективную оценку токсичности исследуемого вещества,, приемлемую для сравнения различных ядов дает та доза (концентрация), которая вызывает гибель половины (50%) всех подопытных организмов, т.е.ЛК₅₀ или ЛД₅₀. Обратные им величины ЛК₅₀^-1и ЛД₅₀^-1 рассматриваются в качестве степени токсичности вещества.

Чем выше степень токсичности того или иного вещества, тем более жесткие требования при работе с ним или его присутствию в окружающей среде. Поэтому все токсичные вещества делят на группы токсичности (классы токсичности) (см. табл.). чем меньше значения устанавливаемых в эксперименте токсических доз (концентраций вещества), тем более ядовитым, т.е. токсичным или опасным, оно является.

Показатели ^*	Классы токсичности (опасности)
I Чрезвычайно токсичные	II высокотоксичные	III Умеренно токсичные	IV малотоксичные
ЛД₅₀, мг/кг, при введении внутрь	15	15-150	150-1500	1500
ЛД₅₀, мг/кг, Накожно	100	100-500	501-2500	2500
ЛК₅₀, мг/л	0, 5	0, 5-5, 0	5, 1-50	50
ЛК_мин., мг/л	0, 01	0, 01-0, 1	0, 11-1	0, 1
Z_остр.	6	6-18	18.1-54	54
Z_хрон.	10	10-5	4, 9-2, 5	2, 5
КВИО	300	300-30	30-3	3

* первые четыре показателя характеризуют степень токсичности, а три последние – степень опасности вещества.

Воздействие вредных веществ на организм можнт вызвать два вида отравлений: острое и хроническое.

Острые отравления (резкое скачкообразное возрастание содержание вредных веществ) возникает после аварий. В результате однократного воздействия наступают острые отравления приводящие к смертельному исходу немедленно, либо через определенный промежуток времени ( дни, недели).

Хроническое отравление – это заболевание, развивающееся в результате систематического воздействия таких доз вредного вещества, которые при однократном поступлении в организм не вызывают отравлений.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒