Параметры поражающих тепловых факторов

Удаление, м	40	50	60	70	80	90	100	110	120
Тепловой поток, кВт/м2	10	7,15	5,21 15,4	3,90 12,0	2,95 9,8	8,0	6,6	5,5	4,6
Тепловой поток, кВт/м2	28,7		17,5 10		10,2	19	5,3		2,7 12

Конкретные рекомендации. При определении разрушительного эффекта тепловых факторов, рекомендуется руководствоваться следующим. Для возникновения у людей ожогов первой степени, требуется удельная тепловая мощность не менее 1,7 кВт/м². Умеренные и тяжелые ожоги второй степени возникают соответственно при получении человеком тепловой энергии в 42 и 84 кДж/м², а тяжелые ожоги третьей степени требуют 162 кДж/м².

Тепловые импульсы, приводящие незащищенных от них людей к ожогам 1-ой, 2-ой и 3-ей степени, могут иметь зоны поражения, радиусы которых рассчитываются по следующим формулам:

R_1t=(5,20,2)M^5/12; R_2t=(3,70,2)M^5/12; R_3t=(2,60,2)M^5/12. (3.13)

При дефлаграционном горении 1000 кг ТВС с образованием огненного шара, например, соответствующие радиусы оказываются равными (88...96), (53...68) и (44...48) м.

Удельный тепловой поток - q^, приводящий к повреждениям большинства типов производственного оборудования, составляет примерно 10 кВт/м². Конкретные значения величины этого потока и его удельной критической мощности - q_кр для материалов и веществ (кВт/м²с) совместно с предельно допустимыми длительностями воздействия (от начала до воспламенения -_в), приведены в табл. 3.8.

Оценка размеров огненного шара, образующегося при воспламенении паров топлива или в результате утечки природного газа, проводится также с помощью соответствующих экспериментальных формул. Например, для М массы испарившегося углеводородного топлива или сжиженного газа (т), его диаметр (м), мощность теплового потока (ГВт) и время существования (с) соответственно равны:

D_ош=55М^1/3; Е_ош=12,3М^2/3; _ош=3,8М^1/3. (3.14)

Расчет по вышеприведенным формулам для М =50 т приводит, например, к таким результатам: D_ош = 200 м, Е_ош = 170 ГВт и _ош = 14 с.

Таблица 3.8.

Критические тепловые потоки и длительности прогрева

Вещество или	q,	в, с
материал	кВт/м2	qкр=50	qкр=100	qкр=200
Солома, хлопок-волокно	7,0 - 7,5	10,3	2,9	0,91
Х/б ткань темная	8,37	10,7	3,0	0,92
Картон серый	10,8	11,85	3,1	0,94
Древесина сосновая	12,8	12,9	3,3	0,96
Битум, резина, торф	7,0	10,2	3,4	0,97
Фанера крашеная	7,0	10,2	3,5	0,99

Интенсивность излучения факела пламени - I_ф (Вт/м²) и плотность генерируемого им теплового потока - q (кДж/м²ч) в общем случае рассчитываются с использованием следующих формул:

I_ф=T⁴ ; q=VS_пQ/(3,6S_то), (3.15)

где ,Т, - степень черноты и температура поверхности факела (К), постоянная Стефана-Больцмана, равная 5,76 10^-8 Вт/м²;

,V,Q - коэффициент химического недожога, массовая скорость (кг/м²ч) и теплота сгорания вещества или материала (кДж/кг);

S,S_то - площадь пожара и суммарная поверхность тепловыделения (м²) соответственно.

Значения ряда входящих в выражения (3.15) параметров, соответствующих наиболее распространенным веществам, приведены в табл. П4.2. Другие данные, необходимые для прогноза разрушительного эффекта тепловых поражающих факторов, следует определять по справочникам типа [12], специальным графикам или формулам.

В завершение данного параграфа приведем некоторые статистические данные, пригодные как для проверки результатов априорной оценки ущерба, так и для приближенных оценок параметров, необходимых для его прогнозирования с помощью моделей.

Статистические закономерностями. При грубых прогнозах объема утечки токсичных жидких топлив и вредных веществ через отверстия, образуемые в результате потери соответствующими емкостями герметичности, целесообразно руководствоваться следующими эмпирическими соотношениями[20]:

а)при транспортировке автотранспортом, в 60% случаев вытекает до 10% их содержимого; в 20% - до 30% и в оставшихся 20% - до 100% перевозимого запаса.

б)при железнодорожных перевозках, в 50% случаев теряется до 10%, в 20% - до 30% и в 30% вытекает все содержимое транспортируемых цистерн (100%).

Известны и такие, статистически проверенные пропорции между степенями пострадавших в результате массового отравления токсичными веществами: легко пострадавшие обычно составляют 65%, получившие отравления средней и тяжелой степени - 30%, а смертельный исход наблюдается примерно у 5% людей, оказавшихся в зоне действия паров вредных веществ. Общее число пострадавших -N_L рассчитывают по такой, приближенной эмпирической формуле:

N_L = M  I_L  N , (3.16)

где М, I_L - масса высвободившегося вредного вещества (кг) и присвоенный ему "индекс смертности" (см. табл. 3.9) соответственно;

N - число людей в зоне воздействия вредного вещества (чел).

Таблица 3.9.