3. Визначення наслідків техногенних небезпек на сг

3.1. Визначення ризику враження людини при пожежі

Внаслідок короткого замикання в електромережі виникла пожежа в виробничому приміщенні АЕС. Основними вражаючими факторами пожеж, які виникають на суб’єктах господарювання, є теплове випромінювання та токсичний вплив на людей від продуктів горіння.

3.1.1 Розрахунок умовної ймовірності ураження людини тепловим випромінювання

1. Визначити характерну тривалість об’ємної пожежі, в приміщенні, t_n, години (дивись вихідні дані):

,

де P_i – загальна кількість пожежного навантаження і-го компоненту твердих горючих матеріалів, кг; – найнижча температура згоряння і-го компоненту матеріалу пожежного навантаження, МДж/кг (табл. 2);  сумарна площа двері приміщення, м²; – приведена висота двері приміщення, м; n_ср – середня швидкість вигоряння деревини, кг/(м²·хв) (табл. 2); n_і – середня швидкість вигоряння і-го компонента твердого горючого матеріалу, кг/(м²·хв) (табл. 2);

2. Визначити питоме пожеже навантаження, q, кг/м²:

,

де S – площа підлоги, м².

3. Визначити максимальне значення щільності теплового потоку з продуктами горіння, який виходить через двері, , кВт/м²,

.

4. Розрахувати умовну ймовірність ураження людини тепловим випромінюванням. При визначенні термічного впливу з застосуванням імовірнісного підходу застосовують формулу пробіт-функції та данні таблиці 3:

 для смертельного враження:

де τ_еф – ефективний час експозиції, с; – інтенсивність теплового випромінювання, кВт/м².

Зробити висновки щодо людських втрат та заходів їхньої мінімізації.

3.1.2 Прогнозування наслідків токсичного впливу горючих речовин

Під час пожежі при горінні обладнання виділяються токсичні речовини.

Визначити ступінь враження персоналу від токсичного впливу горючих матеріалів за допомогою формули пробіт-функцій та таблиці 3.

де с_(ррm) – концентрація токсиканту, ppm (part per million by volume); _в – час впливу, с, a, b, n – коефіцієнти, які визначаються експериментально.

Концентрація токсиканту с (ppm) пов’язана з концентрацією с (мг/л) наступним співвідношенням:

,

де – температура суміші, °С; М – молярна маса токсиканту, г/моль (М в таблиці 4).

При розрахунку в якості токсиканту використовувати чадний газ, якщо викладачем не вказані інші токсиканти.

Зробити висновки щодо людських втрат та заходів їхньої мінімізації.

3.2. Прогнозування наслідків вибухів технологічних систем з ємностями зі стиснутими газами на аес

У результаті дії пожежі виникло пошкодження технологічної системи із ємностями зі стиснутими газами. При вибуху може виникнути потужна ударна хвиля, утворитися велика кількість уламків та осколків, що приведе до значних руйнувань обладнання, споруд, травм і загибелі персоналу.

Для визначення ступеню враження персоналу АЕС та руйнувань від дії УХ необхідно розрахувати величину надмірного тиску ΔР_ф у фронті УХ та величину імпульсу фази стиснення I⁺ при вибуху кількох ємностей.

3.2.1. Визначення ступеню враження персоналу АЕС

1. Визначити енергію вибуху 1 кг не пального газу за формулою:

, кДж/кг,

де  енергія вибуху пального газу; Р₁ − початковий тиск газу в ємності, кПа; Р₀ = 101,3 кПа − атмосферний тиск; k_г – показник адіабати газу, ρ_г.– щільність газу при тиску Р₁, кг/м³.

Щільність газу і тиск пов’язані залежністю:

, кг/м³,

де ρ₀, Р₀, Т₀ – щільність газу, тиск, температура при нормальних умовах (прийняти Т₀ = + 20ºС). Т_г  температура газу в ємностях. Величини k_г, ρ₀ – визначаються за таблицею 5.

Показник адіабати газу k_г також можна визначити за залежністю k_г = С_р/С_υ; де С_р − питома ємність при постійному тиску, кДж/кг·К; С_υ − питома ємність при постійному об’ємі, кДж/кг·К

2. Визначити загальну енергію вибуху:

,

де М – маса газу в ємностях, кг.

В енергію ударної хвилі Е_ух переходить тільки 60-40% розрахункової енергії вибуху (для подальшого розрахунку взяти 55%), а інша енергія витрачається на утворення і розліт уламків:

Е_ух = (0,55)Е, кДж.

3. Визначити величину тротилового еквіваленту вибуху ємності під тиском за формулою:

, кг,

де Е_ТНТ – енергія вибуху тротилу (Е_ТНТ = 4520 кДж/кг).

4. Визначити величину надмірного тиску (ΔР_ф) та імпульс фази стиснення (І⁺):

, кПа;

, кПа·с,

де R – відстань від епіцентру вибуху, м.

5. Визначити ступінь враження персоналу ПНО від дії УХ з використанням формул пробіт-функцій та (табл. 3):

– розрив барабанних перетинок: Рr = – 12,6 + 1,524lnΔΡ_ф;

– тривала втрата керованості: Рr = 5 – 5,74ln(4,2/ );

, ;

– смертельне враження: Рr = 5 – 2,44ln[7380/ΔΡ_ф + 1,38·10⁹/(ΔΡ_фI⁺)],

де т приймається для людини середньої ваги – 70 кг.

Використовуючи дані табл. 3, зробити висновок про ступені враження персоналу та надати пропозиції щодо заходів захисту.