
- •Методические указания
- •Практическая работа №1
- •Практическая работа №3 расчет последствий чс с выбросом аварийно химически опасных веществ (ахов)
- •2. Определение количественных характеристик выброса ахов для расчета масштабов заражения
- •Практическая работа №4 эвакуация людей из производственных помещений
- •Расчет зоны радиоактивного загрязнения при чс на радиационно опасных объектах Цель работы определить размеры зоны радиоактивного загрязнения при чс на радиационно опасных объектах
- •Методика расчета
- •Список использованной литературы
- •394017 Воронеж, пр. Революции, 19
Министерство образования Российской Федерации
Воронежская государственная технологическая академия
КАФЕДРА БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
техногенные ЧС - прогноз последствий, защитные мероприятия
Практикум
по курсам «Защита населения и территорий в ЧС»
и «Безопасность жизнедеятельности» для студентов,
обучающих по направлениям:
260200, 260300, 230200,220200,240500, 280200,200500
и по специальностям 080105,080109, 080502,010502
дневной и заочной форм обучения
ВОРОНЕЖ 2010
УДК 361.743
Техногенные ЧС- прогноз последствий, защитные мероприятия: Практикум для выполнения расчетов по курсам «Защита населения и территорий в ЧС» и «Безопасность жизнедеятельности студентами дневного и заочного обучения / Воронеж. гос. технол. акад.; Сост. А.В. Чернышов, В.Н.Черных, А.М. Гавриленков, Воронеж, 2010 с.
Практикум разработан в соответствии с требованиями, предъявляемыми квалификационной характеристикой ГОС ВПО подготовки инженеров по направлениям 260200, 260300, 230200,220200,240500, 280200,200500 и по специальностям 080105,080109, 080502,010502
Предложена методика прогнозирования последствий наиболее характерных техногенных ЧС, даны справочные материалы и варианты исходных данных.
Библиогр.: назв., Рис. .
Составители А.В. Чернышов,
В.Н.Черных,
А.М. Гавриленков,
Научный редактор профессор А.М. Гавриленков
Рецензенты - начальник кафедры пожарной безопасности Воронежского института ГПС МЧС России, полковник В.В.Шумилин и зав. кафедрой БЖД ВГАУ доцент Е.А.ГАЛКИН
Печатаются по решению
редакционно-издательского отдела
Воронежская государственная технологическая академия
Чернышов А.В.,
Черных В.Н.,
Гавриленков А.М.,
Воронежская
государственная
технологическая
академия, 2010
Методические указания
Учитывая рост количества техногенных ЧС и ущербы от них, представляется целесообразным приобретение всеми студентами навыков по прогнозированию последствий ЧС.
Данный практикум предназначен для приобретения навыков прогнозирования и ознакомления с методиками расчетов последствий ЧС на предприятиях пищевой и химической промышленности.
Решения по каждому разделу должно сопровождаться ссылками на используемые литературные источники. Текстовая часть должна соответствовать требованиям ГОСТ 2.105 – 96. Текст пишется разборчиво с интервалами между строк.
Практическая работа №1
Прогнозирование ЧС со взрывом
Цель работы – провести прогноз последствий результата взрыва склада ГСМ на предприятии, определение радиуса зоны детонации и величины избыточного давления во фронте ударной волны, расчет степени разрушения предприятия и количественная оценка потерь персонала, вычисление безопасного радиуса для объектов инженерно-технического комплекса. В зависимости от полученных результатов разработать меры защиты и ликвидации последствий.
Краткие теоретические сведения
Взрыв – это быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привести или приводящая к возникновению техногенной чрезвычайной ситуации (ГОСТ Р22.0.05-94).
Взрывы на промышленных предприятиях и базах хранения можно разделить на две группы: 1) в открытом пространстве; 2) в производственных помещениях.
В открытом пространстве на промышленных предприятиях и базах хранения возможны взрывы газопаровоздушных смесей (ГПВС), образующихся при разрушении резервуаров со сжатыми и сжиженными под давленном или охлаждением (в изотермических резервуарах) газами, а также при аварийном разливе легковоспламеняющихся жидкостей.
В производственных помещениях, наряду со взрывом ГПВС, возможны также взрывы пылевоздушных смесей (ПЛВС), образующихся при работе технологических установок,
Горючими компонентами в ГПВС являются молекулы углеводородов, а в ПЛВС – твердые мелкодисперсные частицы органических веществ или углерода.
Инициирование (зажигание) газопаровоздушной или пылевоздушной смеси возможно при следующих условиях:
концентрация горючего компонента в смеси должна быть в диапазоне между нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения;
энергия зажигания (от искры или горячей поверхности) должна быть не ниже минимальной.
Нижний (верхний) концентрационный предел (Снкп и Свкп) воспламенения это такая концентрация горючего вещества в смеси с окислительной средой, ниже (выше) которой смесь становится неспособной к воспламенению.
Минимальная энергия инициирования (зажигания) (Еи) наименьшее значение энергии, способное воспламенить смесь стехиометрического состава.
Концентрация газа стехиометрического состава (Си) концентрация горючего газа в смеси с окислительной средой, при которой обеспечивается полное без остатка химическое взаимодействие горючего и окислителя смеси.
При сгорании газовоздушной смеси стехиометрического состава продукты сгорания нагреваются до максимальной температуры.
Основными поражающими факторами взрыва являются:
воздушная ударная волна, возникающая при взрывах детонирующих веществ, взрывных превращениях облаков топливно-воздушных смесей, взрывов резервуаров;
осколочные поля, создаваемые летящими обломками разного рода объектов технологического оборудования, строительных деталей и т.д.
Типы взрывов газопаровоздушных (ГПВС) и пылевоздушных (ПЛВС) смесей и конденсированных ВВ (рис. 1):
детонационный – взрывчатое превращение вещества со сверхзвуковой скоростью;
дефлаграционный – взрывное горение с дозвуковой скоростью;
комбинированный – совокупность предыдущих типов взрывов.
Кроме того, различают физические взрывы,(возникающие при разрушении сосудов находящихся под давлением), обусловленные высвобождением внутренней энергии сжатого или сжиженного газа..
Рисунок 1 Схема взрыва ГПВС, ПЛВС и конденсированных ВВ
Методика расчета
1. Расчет радиуса зоны детонации и давления во фронте ударной волны [1, 4, 7, 8].
1.1 Взрыв газовоздушной смеси
Избыточное давление на границе зоны детонации принимается постоянным и приблизительно равным РД=1,7 МПа.
В расчетах принимается, что зона действия детонационной волны ограничена радиусом RД, который определяется из допущения, что ГПВС после разрушения емкости образует в открытом пространстве полусферическое облако.
Радиус зоны действия детонационной волны RД, м, при взрыве ГВС определяется по формуле:
,
(1.1)
где k коэффициент, учитывающий долю активного газа (долю продукта, участвующего во взрыве);
М количество сжиженных углеводородных газов углеводородов в воздухе, кг; ,
С стехиометрическая концентрация газа в % по объему, определяется по таблице приложения [15];
mk молярная масса газа, кг/кмоль, приложение [15].
Зона действия воздушной ударной волны (ВУВ) начинается сразу за внешней границей облака ГВС. Давление во фронте ударной волны Рф зависит от расстояния от центра взрыва и может быть определено по эмпирической формуле:
,
(1.2)
где R расстояние до объекта, м.
1.2 Взрыв газопаровоздушной смеси
При взрыве газопаровоздушных смесей (ГПВС) зону детонационной волны, ограниченную радиусом RД, можно определить по формуле:
(1.3)
где Е энергия взрыва смеси, определяемая из выражения:
(1.4)
где VП объем помещения, м3;
С стехиометрическая объемная концентрация горючего, %, приложение [15];
стх плотность смеси стехиометрического состава, кг/м3, приложение [15];
Qстх энергия взрывчатого превращения единицы массы смеси стехиометрического состава, кДж/кг, приложение [15];
Далее принимается, что за пределами зоны детонационной волны с давлением 1,7 МПа действует воздушная ударная волна, давление во фронте которой определяется с использованием данных приложения [15] или по формуле (1.2).
1.3 Взрыв пылевоздушной смеси
При нарушении герметичности технологических аппаратов пыль выбрасывается в помещение, где вместе с накопившейся пылью смешивается с воздухом, образуя пылевоздушную смесь (ПВС), способную гореть. Искровой разряд приводит к взрывному горению смеси.
В отличие от газовых смесей образование взрывоопасного облака пыли в помещении может происходить в процессе самого горения. Взрыву в большинстве случаев предшествуют локальные микровзрывы (хлопки) в оборудовании, резервуарах и воспламенения в отдельных участках здания, что вызывает встряхивание пыли, осевшей па полу, стенах и других строительных конструкциях и оборудовании. Это приводит к образованию взрывоопасных концентраций пыли во всем объеме помещения, взрыв которой вызывает сильные разрушения.
При оперативном прогнозировании последствии взрыва ПВС принимают, что процесс развивается в детонационном режиме.
Зону детонационной волны, ограниченную радиусом RД можно определить по формуле (1.3), в которой энергия взрыва определяется из выражения:
(1.5)
где: Q удельная теплота сгорания вещества, образовавшего пыль, кДж/кг,приложение [15];
m – расчетная масса пыли, кг.
При оперативном прогнозировании расчетная масса пыли определяется из наихудшего по последствиям условия, что свободный объем помещения будет полностью заполнен взвешенным дисперсным продуктом, образуя при этом пылевоздушную смесь стехиометрической концентрации;
, (1.6)
где VП объем помещения, м3;
С стехиометрическая концентрация пыли, г/м3,
(1.7)
где нкп нижний концентрационный предел воспламенения, г/м3, приложение [15].
Давление во фронте воздушной ударной волны определяется с использованием данных приложения [15] или по формуле (1.2). Давление в зоне детонации принимается постоянным и равным 1,7 МПа.
1.4 Взрыв конденсированных взрывчатых веществ
Расчеты представленные в этом пункте предназначены для прогнозирования последствий взрыва при террористическом акте.
Параметры
взрыва конденсированных взрывчатых
веществ (ВВ) определяются в зависимости
от вида ВВ, эффективной массы, характера
подстилающей поверхности и расстояния
до центра взрыва. Расчет проводят в два
этапа. Вначале определяют приведенный
радиус
,
для рассматриваемых расстояний, а за
тем избыточное давление Рф.
Приведенный радиус зоны взрыва может быть определен по формуле:
,
(1.8)
где R расстояние до центра взрыва ВВ, м;
коэффициент, учитывающий характер подстилающей, поверхности, (принимаемый равным: для металла 1; для бетона 0,95; для грунта и дерева 0,6÷0,8);
Q масса ВВ, кг.
kэфф коэффициент приведения рассматриваемого вида ВВ к тротилу, приложение [15].
В зависимости от величины приведенного радиуса избыточное давление определяется по одной из следующих формул:
,
кПа при
м; (1.9)
,
кПа при
м. (1.10)
2. Аварийная разгерметизация магистрального газопровода
На предприятиях пищевой и химической промышленности широко используется транспортирование газов по трубопроводам, например, подача природного газа к котлам и промышленными печам, химическим реакторам и т.д. При эксплуатации трубопроводов возможна их разгерметизация (вследствие коррозии и эрозии труб).
Аварии при разгерметизации газопроводов сопровождаются следующими процессами и событиями: истечением газа до срабатывания отсекающей арматуры (импульсом на закрытие арматуры является снижение давления продукта); закрытием отсекающей арматуры; истечением газа из участка трубопровода, отсеченного арматурой.
В местах повреждения происходит истечение газа под высоким давлением в окружающую среду. На месте разрушения подземных трасс в грунте образуется воронка. Метан поднимается в атмосферу (легче воздуха), а другие газы или их смеси оседают в приземном слое. Смешиваясь с воздухом газы образуют облако взрывоопасной смеси.
При авариях на газопроводе взрывное горение может происходить также по одному из двух режимов - дефлаграцнонному или детонационному. При оперативном прогнозировании принимают, что процесс развивается в детонационном режиме.
Дальность распространения облака (рисунок 2) взрывоопасной смеси в направлении ветра определяется по эмпирической формуле:
(1.11)
где: М массовый расход газа, кг/с;
25‑ коэффициент пропорциональности, имеющий размерность м/кг;
W скорость ветра, м/с.
Граница зоны детонации, ограниченная радиусом RД, в результате истечения газа за счет нарушения герметичности газопровода, может быть определена формуле:
(1.12)
Массовый секундный расход газа М из газопровода для критического режима истечения, когда основные его параметры (расход и скорость истечения) зависят только от параметров разгерметизированного трубопровода, может быть определен по формуле:
(1.13)
где коэффициент, учитывающий расход газа от состояния потока (для звуковой скорости истечения =0,7);
F площадь отверстия истечения, принимаемая равной площади сечения трубопровода, м2,
µ коэффициент расхода, учитывает форму отверстия (µ=0,7...0,9), в расчетах принимается µ=0,8;
РГ давление газа в газопроводе, Па;
VГ - удельный объем транспортируемого газа, м3/кг при параметрах в газопроводе, определяется по формуле (1.14):
(1.14)
где Т температура транспортируемого газа, К;
R0 удельная газовая постоянная, Дж/кгК, для природного газа R0=487,7 Дж/кг.
Рисунок 2 Расчетная схема распространения ударной волны при аварии с взрывом на газопроводе
В зоне действия детонационной волны давление принимается равным 1,7 МПа. Давление во фронте воздушной ударной волны на различном расстоянии от газопровода определяется с использованием данных приложения[15] или по формуле (1.2).
При прогнозировании последствий случившейся аварии на газопроводе зону детонации в зону действия воздушной ударной волны принимают с учетом направления ветра. При этом считают, что граница зоны детонации распространяется от трубопровода по направлению ветра на расстояние 2RД (рисунок 2). В случае заблаговременного прогнозирования, зона детонации определяется в виде полос вдоль всего трубопровода шириной 2RД, расположенных с каждой из его сторон. Это связано с тем, что облако взрывоопасной смеси может распространяться в любую сторону от трубопровода в зависимости от направления ветра. За пределами зоны детонации, по обе стороны от трубопровода находятся зоны действия воздушной ударной волны. На территории предприятия эти зоны также имеют вид полосовых участков вдоль трубопровода.
При разработке разделов плана инженерно-технических мероприятии ГО и ЧС на генплане предприятия вдоль газопроводов наносятся зоны возможных сильных разрушений, границы которых определяются величиной избыточного давления 50 кПа.
3. Порядок прогнозирования последствий взрывов
3.1 Определение степени разрушения объектов ИТК
Степень разрушения объектов инженерно-технического комплекса (ИТК) – зданий, сооружений, транспорта, определяется путем сравнения величины Рф с предельными значениями избыточного давления для отдельных элементов ИТК (табл. приложения [15]).
Определить степень разрушения нескольких объектов ИТК (по указанию преподавателя), результаты занести в таблицу.
3.2 Определение зоны ЧС (если Рф < 200 кПа) осуществляется следующим образом
RЗЧС=
, (1.15)
где RЗЧС – радиус зоны ЧС при взрыве, м.
Если
Рф
200
кПа, то RЗЧС
можно
определить по формуле
RЗЧС
=
. (1.16)
3.3 Площадь зоны ЧС (SЧС, м2) определяется по формуле
SЧС=
. (1.17)
3.4 Усредненная по площади интегральная степень разрушения объекта в результате воздействия избыточного давления воздушной ударной волны D, %, составит
D=
, (1.18)
где S – площадь производственной территории объекта, м2.
Восстановление объекта экономики целесообразно, если разрушения зданий и сооружений не превышают 40 %. По результатам вычислений сделать соответствующий вывод.
3.5 Степень поражения людей (рабочих и служащих) на объекте (П, %) будет зависеть от степени разрушения зданий и степени защищенности персонала. Она определяется с помощью табл. 1.7 [15].
Общие потери людей от воздействия ударной волны (Nо, чел.) составляют
, (1.19)
где NT – количество персонала, работающего вне помещений, чел.;
NЦ – количество персонала, работающего в цехах, чел.;
NЗ – количество персонала, работающего в защищенных сооружениях, чел.;
– степень общих
потерь незащищенных людей, %;
– степень общих
потерь людей в цехе, %;
– степень общих
потерь людей в защищенных сооружениях,
%.
Санитарные потери людей от воздействия ударной волны (Nс, чел.) определяют
, (1.20)
где
– степень
санитарных потерь незащищенных людей,
%;
– степень санитарных
потерь людей в цехе, %;
– степень санитарных
потерь людей в защищенных сооружениях,
%.
Безвозвратные потери людей (Nб, чел.) на предприятии составляют
Nб= Nо – Nс. (1.21)
3.6
Безопасный радиус зоны ЧС при взрыве
ТВС
,
м, от
воздействия избыточного давления Рф
в зоне
действия ударной волны, определяется
с помощью выражения (1.15). Из табл. 1.6 [15]
выбирается наименьшее значение Рф
для заданных объектов ИТК, соответствующее
слабой степени их разрушения.
3.7 По результатам расчетов необходимо сделать заключение о последствиях ЧС со взрывом, в котором необходимо отразить размеры зоны ЧС и возможные потери персонала.
3.8 Дать рекомендации по предотвращению возможной ЧС или смягчению ее последствий на основе размеров безопасных радиусов для соответствующих элементов ИТК.
Исходные данные для практической работы №1
таблица 1
№ |
Задача |
Вещество |
Кол-во газов в воздухе, M, кг |
Доля активного газа, k |
Объем помещения, Vп, м3 |
Скорость ветра, W, м/с |
Давление газа в трубопроводе, Pг, МПа |
Расстояние от центра взрыва, R, м |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
01 |
1.1 |
Аммиак |
10,0 |
0,72 |
- |
- |
- |
28,5 |
1.2 |
Ацетон |
- |
- |
462 |
- |
- |
23,2 |
|
1.3 |
Пыль мучная |
- |
- |
301 |
- |
- |
10,8 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
2 |
0,6 |
309,7 |
|
02 |
1.1 |
Ацетилен |
13,7 |
0,87 |
- |
- |
- |
28,0 |
1.2 |
Бензин авиационный |
- |
- |
619 |
- |
- |
14,6 |
|
1.3 |
Пыль зерновая |
- |
- |
178 |
- |
- |
15,9 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
3 |
0,8 |
405,5 |
|
03 |
1.1 |
Бутан |
5,0 |
0,94 |
- |
- |
- |
22,5 |
1.2 |
Бензол |
- |
- |
455 |
- |
- |
20,8 |
|
1.3 |
Сахарная пыль |
- |
- |
454 |
- |
- |
29,2 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
4 |
1,0 |
492,0 |
|
04 |
1.1 |
Бутилен |
6,0 |
0,82 |
- |
- |
- |
26,1 |
1.2 |
Гексан |
- |
- |
298 |
- |
- |
23,6 |
|
1.3 |
Полистирол |
- |
- |
284 |
- |
- |
11,7 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
5 |
1,2 |
235,1 |
|
05 |
1.1 |
Винил хлорид |
13,2 |
0,78 |
- |
- |
- |
17,3 |
1.2 |
Дихлорэтан |
- |
- |
220 |
- |
- |
10,3 |
|
1.3 |
Полиэтилен |
- |
- |
593 |
- |
- |
14,8 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
6 |
1,0 |
241,3 |
|
06 |
1.1 |
Водород |
11,5 |
0,59 |
- |
- |
- |
24,9 |
1.2 |
Ксилол |
- |
- |
664 |
- |
- |
14,0 |
|
1.3 |
Алюминий |
- |
- |
382 |
- |
- |
20,0 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
2 |
0,8 |
343,7 |
Продолжение табл. 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
07 |
1.1 |
Дивинил |
13,2 |
0,97 |
- |
- |
- |
21,9 |
1.2 |
Метанол |
- |
- |
298 |
- |
- |
26,7 |
|
1.3 |
Пыль мучная |
|
|
195 |
- |
- |
22,1 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
3 |
0,6 |
430,2 |
|
08 |
1.1 |
Метан |
12,9 |
0,76 |
- |
- |
- |
19,9 |
1.2 |
Пентан |
- |
- |
193 |
- |
- |
25,3 |
|
1.3 |
Пыль зерновая |
|
|
459 |
- |
- |
29,0 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
4 |
0,8 |
303,7 |
|
09 |
1.1 |
Пропан |
13,8 |
0,90 |
- |
- |
- |
14,7 |
1.2 |
Толуол |
- |
- |
199 |
- |
- |
17,5 |
|
1.3 |
Сахарная пыль |
- |
- |
579 |
- |
- |
19,4 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
5 |
1,0 |
272,3 |
|
10 |
1.1 |
Пропилен |
10,0 |
0,87 |
- |
- |
- |
21,3 |
1.2 |
Циклогексан |
- |
- |
161 |
- |
- |
22,4 |
|
1.3 |
Полистирол |
- |
- |
598 |
- |
- |
27,3 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
6 |
1,2 |
387,7 |
|
11 |
1.1 |
Этан |
12,6 |
0,94 |
- |
- |
- |
12,4 |
1.2 |
Этанол |
- |
- |
520 |
- |
- |
10,7 |
|
1.3 |
Полиэтилен |
- |
- |
573 |
- |
- |
20,0 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
2 |
1,0 |
437,8 |
|
12 |
1.1 |
Этилен |
11,9 |
0,85 |
- |
- |
- |
15,4 |
1.2 |
Ацетон |
- |
- |
497 |
- |
- |
27,3 |
|
1.3 |
Алюминий |
- |
- |
422 |
- |
- |
17,5 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
3 |
0,8 |
449,6 |
|
13 |
1.1 |
Аммиак |
8,0 |
0,85 |
- |
- |
- |
26,2 |
1.2 |
Бензин авиационный |
- |
- |
232 |
- |
- |
23,8 |
|
1.3 |
Пыль мучная |
- |
- |
503 |
- |
- |
26,8 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
4 |
0,6 |
328,2 |
|
14 |
1.1 |
Ацетилен |
6,8 |
0,79 |
- |
- |
- |
23,2 |
1.2 |
Бензол |
- |
- |
545 |
- |
- |
22,5 |
|
1.3 |
Пыль зерновая |
- |
- |
254 |
- |
- |
11,5 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
5 |
0,8 |
277,2 |
Продолжение табл. 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
15 |
1.1 |
Бутан |
5,5 |
0,82 |
- |
- |
- |
21,7 |
1.2 |
Гексан |
- |
- |
182 |
- |
- |
24,9 |
|
1.3 |
Сахарная пыль |
- |
- |
581 |
- |
- |
28,2 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
6 |
1,0 |
203,7 |
|
16 |
1.1 |
Бутилен |
12,9 |
0,61 |
- |
- |
- |
16,8 |
1.2 |
Дихлорэтан |
- |
- |
549 |
- |
- |
10,5 |
|
1.3 |
Полистирол |
- |
- |
422 |
- |
- |
19,2 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
2 |
1,2 |
200,9 |
|
17 |
1.1 |
Винил хлорид |
13,6 |
0,88 |
- |
- |
- |
13,9 |
1.2 |
Ксилол |
- |
- |
153 |
- |
- |
14,2 |
|
1.3 |
Полиэтилен |
- |
- |
515 |
- |
- |
23,6 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
3 |
1,0 |
306,7 |
|
18 |
1.1 |
Водород |
14,9 |
0,87 |
- |
- |
- |
17,7 |
1.2 |
Метанол |
- |
- |
611 |
- |
- |
20,0 |
|
1.3 |
Алюминий |
- |
- |
269 |
- |
- |
23,4 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
4 |
0,8 |
385,5 |
|
19 |
1.1 |
Дивинил |
11,5 |
0,68 |
- |
- |
- |
11,6 |
1.2 |
Пентан |
- |
- |
192 |
- |
- |
12,2 |
|
1.3 |
Пыль мучная |
- |
- |
206 |
- |
- |
12,5 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
5 |
0,6 |
281,0 |
|
20 |
1.1 |
Метан |
12,3 |
0,73 |
- |
- |
- |
19,6 |
1.2 |
Толуол |
- |
- |
181 |
- |
- |
21,9 |
|
1.3 |
Пыль зерновая |
- |
- |
611 |
- |
- |
14,6 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
6 |
0,8 |
437,2 |
|
21 |
1.1 |
Пропан |
9,5 |
0,80 |
- |
- |
- |
16,1 |
1.2 |
Циклогексан |
- |
- |
181 |
- |
- |
28,5 |
|
1.3 |
Сахарная пыль |
- |
- |
678 |
- |
- |
10,1 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
2 |
1,0 |
258,6 |
|
22 |
1.1 |
Пропилен |
9,1 |
0,56 |
- |
- |
- |
16,6 |
1.2 |
Этанол |
- |
- |
608 |
- |
- |
20,7 |
|
1.3 |
Полистирол |
- |
- |
379 |
- |
- |
23,5 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
3 |
1,2 |
340,1 |
Продолжение табл. 1
н |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
23 |
1.1 |
Этан |
10,6 |
0,77 |
- |
- |
- |
16,4 |
1.2 |
Ацетон |
- |
- |
591 |
- |
- |
17,1 |
|
1.3 |
Полиэтилен |
- |
- |
350 |
- |
- |
11,5 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
4 |
1,0 |
304,0 |
|
24 |
1.1 |
Этилен |
9,3 |
0,80 |
- |
- |
- |
13,2 |
1.2 |
Бензин авиационный |
- |
- |
694 |
- |
- |
29,0 |
|
1.3 |
Алюминий |
- |
- |
601 |
- |
- |
17,4 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
5 |
0,8 |
273,0 |
|
25 |
1.1 |
Аммиак |
14,2 |
0,71 |
- |
- |
- |
27,3 |
1.2 |
Бензол |
- |
- |
429 |
- |
- |
16,4 |
|
1.3 |
Пыль мучная |
- |
- |
453 |
- |
- |
25,0 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
6 |
0,6 |
486,5 |
|
26 |
1.1 |
Ацетилен |
7,5 |
0,67 |
- |
- |
- |
11,7 |
1.2 |
Гексан |
- |
- |
304 |
- |
- |
23,5 |
|
1.3 |
Пыль зерновая |
- |
- |
398 |
- |
- |
23,0 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
2 |
0,8 |
459,7 |
|
27 |
1.1 |
Бутан |
14,8 |
0,90 |
- |
- |
- |
13,3 |
1.2 |
Дихлорэтан |
- |
- |
281 |
- |
- |
25,5 |
|
1.3 |
Сахарная пыль |
- |
- |
603 |
- |
- |
18,6 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
3 |
1,0 |
258,0 |
|
28 |
1.1 |
Бутилен |
14,7 |
0,74 |
- |
- |
- |
15,6 |
1.2 |
Ксилол |
- |
- |
309 |
- |
- |
15,5 |
|
1.3 |
Полистирол |
- |
- |
157 |
- |
- |
21,8 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
4 |
1,2 |
476,6 |
|
29 |
1.1 |
Винил хлорид |
5,7 |
0,52 |
- |
- |
- |
13,7 |
1.2 |
Метанол |
- |
- |
164 |
- |
- |
25,6 |
|
1.3 |
Полиэтилен |
- |
- |
536 |
- |
- |
27,5 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
5 |
1,0 |
410,2 |
|
30 |
1.1 |
Водород |
12,1 |
0,65 |
- |
- |
- |
12,4 |
1.2 |
Пентан |
- |
- |
403 |
- |
- |
15,1 |
|
1.3 |
Алюминий |
- |
- |
630 |
- |
- |
21,1 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
6 |
0,8 |
321,0 |
Продолжение табл. 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
31 |
1.1 |
Дивинил |
7,8 |
0,84 |
- |
- |
- |
25,6 |
1.2 |
Толуол |
- |
- |
195 |
- |
- |
20,6 |
|
1.3 |
Пыль мучная |
- |
- |
573 |
- |
- |
12,9 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
2 |
0,6 |
454,0 |
|
32 |
1.1 |
Метан |
6,3 |
0,74 |
- |
- |
- |
25,4 |
1.2 |
Циклогексан |
- |
- |
264 |
- |
- |
27,1 |
|
1.3 |
Пыль зерновая |
- |
- |
156 |
- |
- |
21,1 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
3 |
0,8 |
486,3 |
|
33 |
1.1 |
Пропан |
7,8 |
0,95 |
- |
- |
- |
13,9 |
1.2 |
Этанол |
- |
- |
261 |
- |
- |
17,1 |
|
1.3 |
Сахарная пыль |
- |
- |
508 |
- |
- |
22,4 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
4 |
1,0 |
327,3 |
|
34 |
1.1 |
Пропилен |
6,2 |
0,55 |
- |
- |
- |
24,8 |
1.2 |
Ацетон |
- |
- |
363 |
- |
- |
28,4 |
|
1.3 |
Полистирол |
- |
- |
536 |
- |
- |
16,0 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
5 |
1,2 |
251,8 |
|
35 |
1.1 |
Этан |
14,0 |
0,57 |
- |
- |
- |
23,2 |
1.2 |
Бензин авиационный |
- |
- |
491 |
- |
- |
24,7 |
|
1.3 |
Полиэтилен |
- |
- |
406 |
- |
- |
19,3 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
6 |
1,0 |
218,7 |
|
36 |
1.1 |
Этилен |
8,3 |
0,72 |
- |
- |
- |
19,7 |
1.2 |
Бензол |
- |
- |
189 |
- |
- |
13,8 |
|
1.3 |
Алюминий |
- |
- |
166 |
- |
- |
14,4 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
2 |
0,8 |
421,0 |
|
37 |
1.1 |
Аммиак |
10,6 |
0,84 |
- |
- |
- |
11,9 |
1.2 |
Гексан |
- |
- |
321 |
- |
- |
26,1 |
|
1.3 |
Пыль мучная |
- |
- |
600 |
- |
- |
25,2 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
3 |
0,6 |
228,7 |
|
38 |
1.1 |
Ацетилен |
8,6 |
0,91 |
- |
- |
- |
20,7 |
1.2 |
Дихлорэтан |
- |
- |
446 |
- |
- |
18,8 |
|
1.3 |
Пыль зерновая |
- |
- |
366 |
- |
- |
15,9 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
4 |
0,8 |
348,2 |
Продолжение табл. 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
39 |
1.1 |
Бутан |
11,7 |
0,52 |
- |
- |
- |
15,1 |
1.2 |
Ксилол |
- |
- |
297 |
- |
- |
18,5 |
|
1.3 |
Сахарная пыль |
- |
- |
670 |
- |
- |
25,4 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
5 |
1,0 |
344,7 |
|
40 |
1.1 |
Бутилен |
14,9 |
0,56 |
- |
- |
- |
10,1 |
1.2 |
Метанол |
- |
- |
401 |
- |
- |
29,4 |
|
1.3 |
Полистирол |
- |
- |
395 |
- |
- |
14,5 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
6 |
1,2 |
217,5 |
|
41 |
1.1 |
Винил хлорид |
14,1 |
0,90 |
- |
- |
- |
14,1 |
1.2 |
Пентан |
- |
- |
304 |
- |
- |
17,8 |
|
1.3 |
Полиэтилен |
- |
- |
689 |
- |
- |
16,3 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
2 |
1,0 |
319,4 |
|
42 |
1.1 |
Водород |
12,7 |
0,91 |
- |
- |
- |
19,8 |
1.2 |
Толуол |
- |
- |
559 |
- |
- |
23,1 |
|
1.3 |
Алюминий |
- |
- |
668 |
- |
- |
23,4 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
3 |
0,8 |
315,3 |
|
43 |
1.1 |
Дивинил |
8,7 |
0,51 |
- |
- |
- |
17,0 |
1.2 |
Циклогексан |
- |
- |
444 |
- |
- |
13,8 |
|
1.3 |
Пыль мучная |
- |
- |
351 |
- |
- |
19,3 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
4 |
0,6 |
245,3 |
|
44 |
1.1 |
Метан |
11,1 |
0,62 |
- |
- |
- |
17,5 |
1.2 |
Этанол |
- |
- |
440 |
- |
- |
13,0 |
|
1.3 |
Пыль зерновая |
- |
- |
595 |
- |
- |
10,8 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
5 |
0,8 |
391,9 |
|
45 |
1.1 |
Пропан |
13,9 |
0,80 |
- |
- |
- |
18,5 |
1.2 |
Ацетон |
- |
- |
491 |
- |
- |
21,5 |
|
1.3 |
Сахарная пыль |
- |
- |
607 |
- |
- |
28,9 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
6 |
1,0 |
420,9 |
|
46 |
1.1 |
Пропилен |
12,9 |
0,87 |
- |
- |
- |
28,1 |
1.2 |
Бензин авиационный |
- |
- |
565 |
- |
- |
16,5 |
|
1.3 |
Полистирол |
- |
- |
628 |
- |
- |
29,5 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
2 |
1,2 |
390,6 |
Продолжение табл. 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
47 |
1.1 |
Этан |
14,8 |
0,88 |
- |
- |
- |
12,3 |
1.2 |
Бензол |
- |
- |
258 |
- |
- |
29,1 |
|
1.3 |
Полиэтилен |
- |
- |
390 |
- |
- |
23,7 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
3 |
1,0 |
481,5 |
|
48 |
1.1 |
Этилен |
12,1 |
0,65 |
- |
- |
- |
19,5 |
1.2 |
Гексан |
- |
- |
370 |
- |
- |
23,1 |
|
1.3 |
Алюминий |
- |
- |
536 |
- |
- |
16,4 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
4 |
0,8 |
267,9 |
|
49 |
1.1 |
Аммиак |
5,8 |
0,91 |
- |
- |
- |
12,9 |
1.2 |
Дихлорэтан |
- |
- |
207 |
- |
- |
25,8 |
|
1.3 |
Пыль мучная |
- |
- |
251 |
- |
- |
27,4 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
5 |
0,6 |
377,6 |
|
50 |
1.1 |
Ацетилен |
8,6 |
0,59 |
- |
- |
- |
22,8 |
1.2 |
Ксилол |
- |
- |
357 |
- |
- |
25,5 |
|
1.3 |
Пыль зерновая |
- |
- |
|
- |
- |
18,5 |
|
1.4 |
Природный газ |
- |
- |
- |
6 |
0,8 |
202,0 |
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2
Расчет зоны ЧС при возникновении пожара
Цель работы определить размер зоны ЧС при возникшем пожаре, а именно: рассчитать приведенный размер очага горения, в котором обслуживающий персонал пострадает, определить размер зоны теплового воздействия, безопасный для человека,
определить размер зоны теплового воздействия, при котором воспламенятся деревянные конструкции близлежащих зданий,
определить размеры (глубину и ширину) зоны токсического задымления для пороговой и смертельной токсодозы.
Краткие теоретические сведения
Пожар – неконтролируемый, стихийно развивающийся процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни и здоровья людей.
Горение – сложный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождаемый интенсивным выделением тепла, дыма и световым излучением.
Пожары характеризуются рядом параметров, в том числе:
продолжительность пожара – время с момента его возникновения до полного прекращения горения;
площадь пожара – площадью проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную поверхность;
зоной горения – частью пространства, в котором происходитгорение и подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение);
зоной теплового воздействия – часть пространства, примыкающего к зоне горения, в котором происходит заметное измене-
ние состояния материалов и конструкций. В ней оказывается поражающее действие на незащищенных людей.
зоной задымления – часть пространства, примыкающего к зоне горения и заполнения токсичными дымовыми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здоровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделений.
Распространение пожара – процесс распространения зоны горения по поверхности материалов за счет теплопроводности, тепловой радиации и конвекции.
Фронт сплошного пожара – это граница сплошного пожара, по которой огонь распространяется с наибольшей скоростью.
В зависимости от горящего вещества различают пожары следующих классов:
А – горение твердых веществ;
В – горение жидких веществ;
С – горение газообразных веществ;
D – горение металлов или металлоорганических веществ (огнетушители специального назначения);
Е – пожары электрооборудования, находящегося под напряжением.
Огнестойкость зданий и сооружений - это их способность оказывать сопротивление воздействию высоких температур во времени при сохранении своих эксплуатационных свойств.
Пожарная обстановка – совокупность условий, которые складываются в результате возникновения пожаров в населенных пунктах, лесах, на объектах экономики.
Пожарная обстановка в населенных пунктах и на предприятиях определяется исходя из: характера застройки; огнестойкости зданий; категории пожарной опасности объектов.
С учетом эффекта тушения можно выделить следующие стадии развития пожара:
I, II стадии свободного развития пожара, причем на первой стадии ( до 10 мин), линейная скорость распространения пламени принимается равной 50% от ее максимального значения для данной категории объектов, а с момента времени более 10 мин она принимается равной своему максимальному значению (II стадия).
III стадия характеризуется началом введения первых стволов на тушение пожара, в результате чего скорость распространения пожара уменьшается, и принимается равной половине от своего максимального значения до момента прекращения распространения пламени локализации пожара.
IV стадия – ликвидация горения.
Методика расчета
1. Определение основных параметров пожара
1.1 Пожар разлития
При нарушении герметичности сосуда, содержащего сжиженный горючий газ или жидкость, часть жидкости может заполнить поддон или обваловку, растечься по поверхности грунта или заполнить какую-либо естественную впадину.
Если поддон или обваловка имеют размеры a×b (радиус rпод), то глубину заполнения h, м, можно найти по формуле:
(2.1)
где mж, масса разлившейся жидкости, кг;
ж – плотность разлившейся жидкости, кг/м3;
Fпод площадь поддона или обваловки, м2.
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 принимают толщину разлившегося слоя равной h=0,05 м и определяют площадь разлива Fpаз, м2, по формуле:
(2.2)
Отличительной чертой пожаров разлития является «накрытие» с подветренной стороны. Это накрытие может составлять 25-50% диаметра обвалования:
. (2.3)
Степень термического воздействия пожара разлития (плотность теплового потока, падающего на элементарную площадку, расположенную параллельно при =0 и перпендикулярно, когда =90), qпад, кВт/м2) несложно найти по формуле:
, (2.4)
где угловой коэффициент излучения с площадки боковой поверхности пламени пожара разлива на единичную площадку, расположенную на уровне грунта, определяемый по формулам, приведенным в приложении [15],
qсоб средняя по поверхности плотность потока собственного излучения пламени, кВт/м2, значения которой для некоторых жидких углеводородных топлив приведены в табл. 2.2 [15].
1.2 Горение парогазовоздушного облака
Крупномасштабное диффузионное горение ПГВ облака, происходящее при разгерметизации резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением, носит название «огненный шар». Плотность теплового потока, падающего с поверхности «огненного шара» на элементарную площадку на поверхности другого объекта qпад, кВт/м2, равна:
(2.5)
где qсоб плотность потока собственного излучения «огненного шара», кВт/м2, допускается принимать равной 450 кВт/м2;
R расстояние от точки на поверхности земли под центром «огненного шара» до облучаемого объекта, м;
Dэф ‑ эффективный диаметр «огненного шара», м, определяемый по формуле:
(2.6)
где М ‑ масса горючего вещества, .кг;
Н ‑ высота центра «огненного шара», м, которую допускается принимать равной 0,5Dэф;
‑ угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на элементарную площадку на поверхности облучаемой поверхности, определяемый по формуле:
. (2.7)
Время существования «огненного шара» , с, рассчитывают по формуле:
. (2.8)
1.3 Горение зданий и промышленных объектов
Массовая скорость выделения дыма G, кг/с, при пожаре внутри помещения, может быть вычислена по формуле:
, (2.9)
где Р периметр пожара, м;
y расстояние между полом и нижней границей слоя дыма под потолком, м, (при расчете может быть принята 1,2 м).
Время заполнения дымом помещения t, с, определяется по формуле:
, (2.10)
где S площадь пола здания или объекта, м2;
h высота этажа здания, м;
g ускорение свободного падения, м/с2.
По полученным результатам необходимо сделать вывод о достаточности времени на проведение эвакуации людей из помещения.
Расчет протяженности зон теплового воздействия R, м, при горении зданий и промышленных объектов производится по формуле:
, (2.11)
где: qсоб ‑ плотность потока собственного излучения пламени пожара, кВт/м2, табл. 2.3 [15];
qкp ‑ критическая плотность потока излучения пламени пожара, падающего на облучаемую поверхность и приводящую к тем или иным последствиям, кВт/м2, табл. 2.6 [15];
Rпр - приведенный размер очага горения, м.
Приведенный размер очага горения вычисляется по формулам:
1) для горящих зданий:
, (2.12)
где l, h периметр и высота объекта горения, м;
2) при горении нефтепродуктов в резервуаре:
(2.13)
где Dрез диаметр резервуара, м.
Задавая ту или иную степень поражения человека, сооружения и т. п., по формуле (2.11) несложно определить расстояние, приводящее к возникновению заданного теплового эффекта.
Площадь пожара
При круговом развитии пожара и времени распространения до 10 мин (I стадия) площадь пожара вычисляется по следующей формуле:
, (2.14)
где 1≤10 мин время на первой стадии пожара;
vЛ линейная скорость распространения пламени, м/мин, табл. 2. [15].
Выражение в скобках представляет собой радиус пожара.
При времени распространения более 10 мин до момента введения первых стволов на тушение пожара (II стадия) площадь пожара определяется по формуле:
, (2.15)
где 2=10, время на второй стадии пожара, мин;
текущий момент времени, мин.
При ограничении распространения пожара стенами помещения площадь пожара будет принимать форму полукруга или сектора при возгорании у стен и в углу помещения. Тогда расчетные формулы выглядят следующим образом:
;
≤10 мин (2.16)
,
>10 мин (2.17)
В помещениях, когда длина в несколько раз превышает ширину, например, в коридорах, пожар только на самой ранней стадии будет иметь круговую форму, а затем переходить в прямоугольную. В зависимости от места возникновения он будет распространяться в одном направлении или в нескольких одновременно.
;
≤10 мин (2.18)
,
>10 мин (2.19)
где a и n соответственно ширина, м, и количество направлений распространения пожара.
На третьей стадии пожара с момента введения первых стволов и до момента локализации пожара скорость распространения пламени принимается равной 50 % от табличного значения. В этом случае расчет осуществляется по формулам:
а) круговое развитие
; (2.20)
б) полукруговое развитие
; (2.21)
в) угловое развитие
; (2.22)
г) прямоугольное развитие
, (2.23)
где 3=В , мин;
В время введения первых стволов на тушение пожара, мин.
2. Определение результатов теплового воздействия на материалы конструкций
В зависимости от полученного значения qпад, кВт/м2, по данным табл. 2.3 [15] определить время воспламенения , с, для нескольких материалов (по указанию преподавателя).
3. Определение степени поражения людей
Потери персонала от теплового воздействия
Время термического воздействия , с, для случаев пожара разлития и горения здания (сооружения, штабеля и т.п.) равно:
(2.25)
где
характерное время обнаружения пожара
(допускается принимать 5 с);
х расстояние от места нахождения человека до зоны, где плотность потока теплового излучения не превышает 4 кВт/м2, м, можно определить по формуле:
, (2.26)
u скорость движения человека (допускается принимать 5 м/с).
Для случая огненного шара время термического воздействия равно времени существования огненного шара определяется по формуле (2.8).
4.Определение зоны задымления
Количество токсичных продуктов горения выделяющихся при пожаре пропорционально площади пожара:
(2.27)
где коэффициент недожога;
vМ массовая скорость выгорания, кг/(м2ч);
Vуд удельный объем продуктов сгорания, м3/кг.
Глубина пороговой и смертельной по токсическому действию части зоны задымления Г; м
, (2.28)
где К1 – коэффициент шероховатости поверхности земли (К1=3,3 – для городской застройки);
К2 – коэффициент степени вертикальной устойчивости атмосферы (инверсия К2=1; изотермия К2=1,5; конвекция К2 = 2), табл. 3.4 [15];
Vп – скорость переноса дыма, Vп=(1,5...2)Vв, м/с;
Д – пороговая или смертельная токсодоза основного токсического продукта в зоне задымления, мгмин/л.
Ширина задымления B, м (для пороговой и смертельной токсодоз)
B=2B+, (2.29)
где B – отклонение ширины зоны задымления, м (B=0,1Г – при устойчивом ветре; B=0,4Г – при неустойчивом ветре);
наибольший размер объекта горения в направлении перпендикулярном направлению ветра, м.
5.Тушение пожаров
Время работы водяных и пенных стволов , мин, от автоцистерны без установки ее на водоисточник определяется по формуле:
(2.30)
где W объем огнетушащего вещества в цистерне, дм3;
n количество огнетушащих стволов, шт;
qст расход огнетушащего вещества через один ствол, дм3/с.
Площадь пожара, S, м2, которую можно потушить данным объемом огнетушащего средства в цистерне, вычисляется по формуле:
(2.31)
где I интенсивность подачи огнетушащего вещества, дм3/(см2);
Площадь тушения ST (часть площади, на которую попадает огнетушащее средство) для указанных выше геометрических форм площади пожара определяется по формулам:
а) при круговой форме
, (2.31)
, (2.32)
где hТ глубина тушения соответственно принимается равной для ручных стволов 5 м; для лафетных 10 м.
б) при полукруговой и угловой соответственно
, (2.33)
, (2.34)
Нетрудно заметить, что при круговом развитии пожара площадь тушения имеет кольцевое сечение с толщиной кольца, равной глубине тушения ствола;
в) при прямоугольной форме при подаче стволов по всему периметру пожара
, (2.35)
где a и b соответственно ширина и длина фронта пожара, м.
г) при прямоугольной форме пожара и подаче стволов по фронту распространения пожара
, (2.36)
где n количество направленной подачи стволов.
Расчет системы тушения пожара
Расчёт системы пожаротушения резервуаров с помощью гидромониторов, сводится к определению количества гидромониторов и нормативного запаса (объёма) фторсинтетического пенообразователя, необходимых для тушения.
Он проводится исходя из следующих параметров:
геометрических размеров тушимого объекта;
температуры вспышки горючей жидкости, которая определяет нормативную интенсивность подачи пены;
расхода рабочего раствора пенообразователя через гидромонитор;
нормативного времени тушения;
концентрации рабочего раствора фторсинтетического пенообразователя.
Расчётное количество гидромониторов, необходимых для тушения пожара резервуара
(n, шт.), рассчитывается по формуле:
, (2.37)
где Iн нормативная интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя, дм3/м2с, (табл. 2.10 [15]);
SТ площадь тушения, м2;
Q производительность (расход) гидромонитора по рабочему раствору пенообразователя, дм3/с, для генератора пены ГПС-600 составляет 6 дм3/с.
Полученный результат округляется до целого числа n в большую сторону.
Фактическая интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя (Iф, дм3/м2с) рассчитывается следующим образом:
(2.38)
Объём рабочего раствора пенообразователя, необходимый для одного тушения пожара, V, дм3, определяется по формуле:
, (2.39)
где Т - нормативное время тушения, с.
В соответствии со СНиП 2.11.03-93 нормативное время тушения пожара в резервуаре 900 с при применении передвижной пожарной техники.
Объём концентрата пенообразователя, необходимого для одного тушения пожара в резервуаре (v, дм3), рассчитывается следующим образом:
, (2.40)
где С концентрация рабочего раствора пенообразователя, % (об.);
k коэффициент запаса пенообразователя, k=3 при тушении одиночного резервуара, k=4,5 при тушении группы обвалованных резервуаров.
Концентрация рабочего раствора фторсинтетических пенообразователей составляет, как правило, 3 или 6 % (об.).
Диаметр ответвления от водопровода к гидромонитору определяется расчетом по расходу воды через ствол монитора, но не менее 100 мм. Расчётное количество гидромониторов, необходимых для охлаждения горящего резервуара (n', шт.), рассчитывается по формуле:
, (2.41)
где
нормативная интенсивность подачи воды
на охлаждение горящего резервуара,
дм3/мс;
L длина окружности горящего резервуара, м;
Qпроизводительность (расход) гидромонитора по воде, дм3/с.
Расчётное
количество гидромониторов, необходимых
для охлаждения соседних резервуаров
(
,
шт.), рассчитывается по формуле:
, (2.42)
где
нормативная интенсивность подачи воды
на охлаждение соседних резервуаров,
дм3/мс;
L длина окружности соседних резервуаров, м;
Q производительность гидромонитора по воде, дм3/с;
m количество соседних резервуаров, шт.
Полученные
результаты округляется до целого числа
и
в большую сторону.
Нормативная интенсивность (расход) воды на охлаждение наземных вертикальных резервуаров (дм3/мс) составляет: на длину окружности горящего резервуара 0,8; на длины окружности соседнего резервуара 0,3.
Общий расход воды (Qоб, дм3/с) определяется как сумма расходов на охлаждение горящего резервуара и резервуаров, соседних с ним в группе:
(2.43)
Расчетная продолжительность охлаждения резервуаров (горящего и соседних с ним) составляет: для наземных резервуаров при тушении передвижной пожарной техникой 6 ч; для подземных резервуаров 3 ч.
Для орошения резервуаров гидромониторы должны располагаться так, чтобы на каждую точку резервуара осуществлялась подача воды не менее чем двумя гидромониторами.
Исходные данные к практической работе №2
Таблица 2
№ |
Тип здания |
Материал |
Вещество выделяющееся при горении |
Количество направлений, n |
Ширина зоны горения, a, м |
Текущий момент времени, , мин |
Время начала тушения, в, мин |
Высота, h, м |
Скорость ветра, W, м/с |
Время суток |
Облачность |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
01 |
СРО |
резина |
сероуглерод |
4 |
8 |
12 |
- |
7,2 |
1 |
утро |
ясно |
|
02 |
АД |
древесина |
СО2 |
3 |
8 |
16 |
14 |
2,7 |
2 |
вечер |
перем |
|
03 |
ЖД |
хлопок |
СО2 |
2 |
10 |
13 |
- |
3,0 |
3 |
день |
обл |
|
04 |
СПЦ |
битум |
окись этилена |
1 |
10 |
15 |
- |
3,6 |
4 |
ночь |
ясно |
|
05 |
СЛ |
древесина |
СО2 |
2 |
12 |
9 |
- |
9,6 |
5 |
утро |
перем |
|
06 |
КР |
битум |
фенол |
3 |
12 |
17 |
14 |
14,4 |
4 |
вечер |
обл |
|
07 |
СРО |
резина |
сероуглерод |
4 |
10 |
19 |
15 |
7,2 |
3 |
день |
ясно |
|
08 |
АД |
древесина |
СО2 |
3 |
10 |
5 |
- |
2,7 |
2 |
ночь |
перем |
|
09 |
ЖД |
хлопок |
СО2 |
2 |
8 |
8 |
- |
3,0 |
1 |
утро |
обл |
|
10 |
СПЦ |
битум |
окись этилена |
1 |
8 |
18 |
12 |
3,6 |
1 |
вечер |
ясно |
|
11 |
СЛ |
древесина |
СО2 |
2 |
8 |
19 |
16 |
9,6 |
2 |
день |
перем |
|
12 |
КР |
битум |
фенол |
3 |
8 |
12 |
- |
14,4 |
3 |
ночь |
обл |
|
13 |
СРО |
резина |
сероуглерод |
4 |
10 |
8 |
- |
7,2 |
4 |
утро |
ясно |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
14 |
АД |
древесина |
СО2 |
3 |
10 |
17 |
14 |
2,7 |
5 |
вечер |
перем |
|
15 |
ЖД |
хлопок |
СО2 |
2 |
12 |
16 |
- |
9,6 |
4 |
день |
обл |
|
16 |
СПЦ |
битум |
окись этилена |
1 |
12 |
19 |
16 |
3,6 |
3 |
ночь |
ясно |
|
17 |
СЛ |
древесина |
СО2 |
2 |
10 |
8 |
- |
3,0 |
2 |
утро |
перем |
|
18 |
КР |
битум |
фенол |
3 |
10 |
17 |
14 |
14,4 |
1 |
вечер |
обл |
|
19 |
СРО |
резина |
сероуглерод |
4 |
8 |
5 |
- |
7,2 |
2 |
день |
ясно |
|
20 |
АД |
древесина |
СО2 |
3 |
8 |
13 |
11 |
2,7 |
3 |
ночь |
перем |
|
21 |
ЖД |
хлопок |
СО2 |
2 |
10 |
10 |
- |
9,6 |
4 |
утро |
обл |
|
22 |
СПЦ |
битум |
окись этилена |
1 |
10 |
7 |
- |
14,4 |
5 |
вечер |
ясно |
|
23 |
СЛ |
древесина |
СО2 |
2 |
12 |
19 |
- |
3,0 |
4 |
день |
перем |
|
24 |
КР |
битум |
фенол |
3 |
12 |
17 |
15 |
3,6 |
3 |
ночь |
обл |
|
25 |
СРО |
резина |
сероуглерод |
4 |
10 |
16 |
- |
7,2 |
2 |
утро |
ясно |
|
26 |
АД |
древесина |
СО2 |
3 |
10 |
19 |
12 |
2,7 |
1 |
вечер |
перем |
|
27 |
ЖД |
хлопок |
СО2 |
2 |
8 |
15 |
11 |
3,0 |
2 |
день |
обл |
|
28 |
СПЦ |
битум |
окись этилена |
1 |
8 |
9 |
- |
3,6 |
3 |
ночь |
ясно |
|
29 |
СЛ |
древесина |
СО2 |
2 |
10 |
10 |
- |
9,6 |
4 |
утро |
перем |
|
30 |
КР |
битум |
фенол |
3 |
10 |
13 |
11 |
3,0 |
5 |
вечер |
обл |
|
31 |
СРО |
резина |
сероуглерод |
4 |
12 |
16 |
- |
3,6 |
4 |
день |
ясно |
|
32 |
АД |
древесина |
СО2 |
3 |
12 |
19 |
15 |
2,7 |
3 |
ночь |
перем |
|
33 |
ЖД |
хлопок |
СО2 |
2 |
10 |
14 |
12 |
14,4 |
2 |
утро |
обл |
|
34 |
СПЦ |
битум |
окись этилена |
1 |
10 |
14 |
- |
7,2 |
1 |
вечер |
ясно |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
35 |
СЛ |
древесина |
СО2 |
2 |
8 |
8 |
- |
9,6 |
2 |
день |
перем |
|
36 |
КР |
битум |
фенол |
3 |
8 |
6 |
- |
14,4 |
3 |
ночь |
обл |
|
37 |
СРО |
резина |
сероуглерод |
4 |
10 |
11 |
- |
3,0 |
4 |
утро |
ясно |
|
38 |
АД |
древесина |
СО2 |
3 |
10 |
17 |
15 |
2,7 |
5 |
вечер |
перем |
|
39 |
ЖД |
хлопок |
СО2 |
2 |
12 |
13 |
- |
7,2 |
4 |
день |
обл |
|
40 |
СПЦ |
битум |
окись этилена |
1 |
12 |
9 |
- |
3,6 |
3 |
ночь |
ясно |
|
41 |
СЛ |
древесина |
СО2 |
2 |
10 |
16 |
- |
9,6 |
2 |
утро |
перем |
|
42 |
КР |
битум |
фенол |
3 |
10 |
15 |
11 |
14,4 |
1 |
вечер |
обл |
|
43 |
СРО |
резина |
сероуглерод |
4 |
8 |
8 |
- |
7,2 |
2 |
день |
ясно |
|
44 |
АД |
древесина |
СО2 |
3 |
8 |
7 |
- |
2,7 |
3 |
ночь |
перем |
|
45 |
ЖД |
хлопок |
СО2 |
2 |
10 |
18 |
15 |
3,0 |
4 |
утро |
обл |
|
46 |
СПЦ |
битум |
окись этилена |
1 |
10 |
9 |
- |
3,6 |
5 |
вечер |
ясно |
|
47 |
СЛ |
древесина |
СО2 |
2 |
12 |
8 |
- |
9,6 |
4 |
день |
перем |
|
48 |
КР |
битум |
фенол |
3 |
12 |
9 |
- |
14,4 |
3 |
ночь |
обл |
|
49 |
СРО |
резина |
сероуглерод |
4 |
10 |
13 |
- |
7,2 |
2 |
утро |
ясно |
|
50 |
АД |
древесина |
СО2 |
3 |
10 |
14 |
12 |
2,7 |
1 |
вечер |
перем |
Примечание: СРО – склад резинотехнических изделий на открытых площадках; КР - сгораемые конструкции крыш и чердаков; СЛ – склад круглого леса в штабелях; СПЦ - сгораемые покрытия цехов большой площади; ГЖ – гаражи; ЖД – жилые дома; АД – административные здания.