
- •Часть II
- •Часть II
- •Введение
- •Глава 1. Безопасность систем «человек-машина»
- •1.1. Критерии безопасности системы «человек – машина»
- •1.2. Характеристика опасных состояний системы «человек – машина»
- •1.3. Идентификация причин опасного состояния системы «человек – машина».
- •1.4. Технические элементы системы «человек – машина»
- •1.5. Человеческий фактор в системе «человек – машина»
- •1.6 Надежность человека как компонента системы «человек – машина»
- •1.7. Качественный анализ опасности систем «человек – машина»
- •1.8. Количественный анализ опасности систем «человек – машина»
- •1.9. Способы минимизации риска происшествий и материальных потерь при построении систем «человек – машина».
- •Глава 2. Инженерная защита окружающей среды
- •2.1. Последствия загрязнения природной среды
- •2.2. Защита атмосферы.
- •2.3. Защита водных объектов.
- •2.4. Утилизация и ликвидация твердых отходов.
- •Глава 3. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях
- •3.1. Чрезвычайные ситуации мирного времени
- •3.2. Классификация чрезвычайных ситуаций
- •3.3. Природные чрезвычайные ситуации
- •3.4. Техногенные чрезвычайные ситуации
- •3.4.1. Расчет основных параметров поражающих факторов взрыва Параметры взрыва конденсированных вв
- •Расчет взрывов газопаровоздушных смесей (гпвс) в открытом пространстве
- •Взрывы гпвс (пылевоздушных смесей) в замкнутом объеме (помещениях)
- •Тепловое действие взрывов
- •Дефлаграционные взрывы (взрывное сгорание смесей)
- •Расчет параметров осколков
- •3.4.2. Оценка радиоактивной обстановки
- •3.4.3. Порядок прогнозирования химических аварий
- •3.5. Чрезвычайные экологические ситуации
- •3.6. Чрезвычайные ситуации военного времени
- •3.7. Единая государственная система предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях
- •1. Предупреждение;
- •2. Защита;
- •3. Спасение.
- •3.8. Защита населения в чрезвычайных ситуациях
- •3.9. Устойчивость функционирования объектов экономики в чрезвычайных ситуациях
- •3.10. Ликвидация чрезвычайных ситуаций и их последствий
- •Литература
- •Контрольные тесты
- •Экспериментальные характеристики безошибочности
- •Размеры прогнозируемых зон радиоактивного загрязнения местности на следе облака при аварии на аэс
- •Остаточные дозы облучения Дост, %
- •Скорость переноса переднего фронта облака зараженного облака в зависимости от скорости ветра
- •Угловые размеры зон возможного заражения ахов в зависимости от скорости ветра
- •Теплота взрыва Qv распространенных промышленных взрывчатых веществ (вв)
- •Минимальная энергия Еmin инициирования гпвс, наиболее чувствительных к детонации (смесей с объемной концентрацией топлива) и минимальные диаметры dmin облака, способного детонировать
- •Концентрационные (об.%) пределы детонации и воспламенения гпвс в неограниченном пространстве и в замкнутых объемах
- •Данные пылевых взрывов некоторых веществ
- •Расстояние от центра (эпицентра) наземного или воздушного взрыва ядерного боеприпаса до точек с заданными величинами светового импульса в зависимости от мощности взрыва, км
- •Радиусы прогнозируемых зон радиоактивного загрязнения
- •Коэффициент Кдоз для определения доз радиации по значению мощности дозы на 1 час после ядерного взрыва
- •Ориентировочные значения избыточного давления на фронте воздушной ударной волны, характеризующие разрушения, кПа.
- •Содержание
- •Глава 1. Безопасность систем «человек-машина» 5
- •Глава 2. Инженерная защита окружающей среды 40
- •Глава 3. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях 68
- •Часть II
Взрывы гпвс (пылевоздушных смесей) в замкнутом объеме (помещениях)
Для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, состоящих из атомов H, O, N, Cl, F, Br избыточное давление взрыва рассчитывается по формуле:
,
(7.1)
где Pmax – максимальное давление взрыва стехиометрической ГПВС в замкнутом объёме(при отсутствии данных допускается принимать в расчётах Pmax=900 кПа);
C - масса горючего материала (газа, паров ЛВЖ или ГЖ), кг;
Z - коэффициент участия горючего во взрыве (Z=0,5 для ГГ; Z=0,3 - для ЛВЖ и ГЖ);
VСВ –свободный объём помещения, м3(VСВ=0.8V0, здесь V0 – полный объём помещения);
ρГ,Пст – плотность газа или пара стехиометр. состава, кг/м3 ;
Сстх – стехиометр. концентрация горючего материала, %(объёма);
Кн – коэффициент, учитывающий негермитичность помещения и неадиабатичность процесса горения(допускается принимать Кн=3);
Объём газа, вышедшего из аппарата Vа=0.01РV, м3, где Р – давление в аппарате, кПа; V – объём аппарата, м3.
Масса горючего материала, вышедшего в помещение С=Vа ρГ,Пст, кг.
Избыточное давление
при взрыве других ГПВС и пылей
(для пыли в МПа), (7.2)
где С - масса горючего вещества, поступившего в помещение в результате аварийного вскрытия емкости (для пыли - общая масса дисперсного продукта), кг;
-
теплота сгорания вещества, Дж/кг;
-
начальные давление, температура и
плотность воздуха в помещении (если они
не заданы, то допускается брать как для
МСА);
-
удельная теплоемкость воздуха (допускается
принимать
.
Z –коэффициент участия продукта во взрыве ((см 7.1), для пыли z=0,5);
VСВ и Кн – те же, что в (7.1),
Кн=2…3.
При взрывах
гибридных смесей
,
т.е. общее давление определяется как
сумма давлений от паров и пыли.
Если в (3.2) массу
горючего вещества заменить через
,
тогда
Тепловое действие взрывов
Для взрывов конденсированных ВВ, ГПВС и ЯВ
Радиус огненного шара Rош, км и время его существования tош ,с определяются зависимостями:
Rош=0.052С0.4,
и tош=0.32
г
де
С – тротиловый эквивалент воздушного
или наземного взрывов.
Полные тротиловые эквиваленты Ст воздушного или наземного взрывов выражаются в килотоннах, а радиус - в км.
Тепловой поток
(энергетическая освещенность) от
огненного шара,
,
где
,-
константа Стефана-Больцмана; T=8000К
- эквивалентная температура излучения
огненного шара как черного тела;
-
энергетическая светимость огненного
шара;
k-коэффициент прозрачности атмосферы, k=0,12...0,96,
k -коэффициент ослабления излучения (табл.8.1);
R – удаление объекта, м.
Замечания.
1. В некоторых
источниках приводятся иные зависимости
для определения
и
,
т.е.
,
м;
,
с (1)
где С – масса тротила или масса ВВ (смеси ГПВС) в тротиловом эквиваленте, кг.
Расчет по этим
зависимостям приводит к завышенным
результатам, которые значительно
отличаются от опытных данных. Так, по
опытным данным, для взрыва тротила
массой менее одной тысячи тонн – 1 кт
м, а
0,2
с.
В силу этого при расчетах целесообразно избегать применения зависимостей (1).
Таблица 12
Значения коэффициентов к и к
Характеристика атмосферы |
Дальность
видимоти
|
к |
|
Воздух очень прозрачен (очень ясно) |
До100 |
0,96 |
0,04 |
Хорошая прозрачность |
До 50 |
0,92 |
0,08 |
Средняя прозрачность |
До 20 |
0,80 |
0,2 |
Слабая (легкая) дымка |
До 10 |
0,66 |
0,4 |
Сильная дымка |
До 5 |
0,36 |
0,8 |
Очень сильная дымка (туман) |
До 1 |
0,12 |
4 |
2. Тепловая доза
(тепловой импульс) Q
может рассчитываться и по иной зависимости,
исходя из следующих соображений. Общая
энергия, выделяемая при воздушном
взрыве боеприпаса мощностью 1 кт
Дж. Известно, что на тепловую энергию
при взрыве расходуется примерно одна
треть от общей энергии взрыва, т.е.:
,
Дж,
где С –
тротиловый эквивалент, кт. Тогда тепловой
импульс Q на
расстоянии R, м можно
рассчитывать делением
на облучаемую поверхность S,
с учетом коэффициента k,
т.е.:
,
Дж/м2 (2)
или
,
кДж/м2 (3)
В формулах (2); (3):
С – тротиловый
эквивалент (мощность) взрыва, кт, а в
формуле (3)
и R- радиус огненного шара
и расстояние до объекта, км;
– коэффициент (табл.12); е – основание
натурального логарифма. Этими зависимостями
можно пользоваться для самоконтроля
при расчетах теплового воздействия
взрывов.
3. В расчетах теплового излучения необходимо помнить, что при наземных взрывах поток излучения, достигающий объекта (мишени), будет реально меньше расчетного на 25-50% в силу его затенения, поглощения (отражения) различными местными предметами. Реальное его значение близко к тепловому потоку от воздушных взрывов, хотя мощность наземного взрыва примерно в два раза больше мощности воздушного взрыва.
Тепловая доза
(тепловой импульс, энергетическая
экспозиция) Q, Дж/м2,
.
Принимая q и Т постоянными,
получим
,
где t, с, время облучения
(экспозиции). При максимальном облучении
t =tош,
тогда
,
Дж/м2.