2.2. Определение площади зоны заражения

Площадь зоны заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ, км², определяется по формуле:

(7)

где r_p – расчетная глубина зоны заражения, км;

φ – угловые размеры зоны возможного заражения, град, зависящие от скорости ветра u, м/с.

u, м/с	<0,5	0,6...1	1,1...2	>2
φ	360°	180°	90°	45°

Площадь зоны фактического заражения, км², определяется по формуле:

(8)

где k₈ – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха; принимается равным

• 0,081 при инверсии,

• 0,133 при изометрии,

• 0,235 при конвекции;

N – время, прошедшее после начала аварии, ч.

Зона возможного заражения облаком АХОВ на картах (схемах) ограничена окружностью, полуокружностью или сектором с угловыми размерами φ и радиусом, равным глубине зоны заражения r_p. Угловые размеры в зависимости от скорости ветра по прогнозу приведены выше. Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником заражения.

Зону фактического заражения, имеющую форму эллипса, включают в зону возможного заражения. Ввиду возможных перемещений облака АХОВ под воздействием изменений направления ветра фиксированное изображение зоны фактического заражения на карты (схемы) не наносят.

На топографических картах и схемах зона возможного заражения имеет форму окружности – при скорости ветра по прогнозу <0,5 (рис. 2). Радиус окружности равен r_p. Форма эллипса соответствует зоне фактического заражения на фиксированный момент времени, полуокружности – при скорости ветра по прогнозу 0,6...1 м/с (рис. 3).

Радиус полуокружности равен r_p. Биссектриса полуокружности совпадает с осью облака и ориентирована по направлению ветра. Сектор – при скорости ветра по прогнозу >2 м/с.

Радиус сектора равен r_p.

Биссектриса сектора совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

Рисунок 2 – Зона заражения при скорости ветра < 0,5 м/с

Рисунок 3 – Зона заражения при скорости ветра от 0,6 до 1 м/с

Рисунок 4 – Зона заражения при скорости ветра > 1 м/с

3. Порядок выполнения работы

3.1. Изучить общие сведения и методику выполнения расчета.

3.2. Выписать из таблиц п.4 исходные данные по своему варианту.

3.3. Выполнить расчеты по образцу, подставив в формулы исходные данные своего варианта.

3.4. Нанести на схему промзоны (рис. 1) зону заражения в соответствии с расчетами.

3.5. Оформить отчет о выполнении практической работы, подписать и сдать преподавателю

4. Варианты заданий для практической работы

Рассчитать глубину зоны поражения при аварии на химически опасном объекте, определить площадь зоны фактического заражения, зарисовать схему зоны заражения.

Исходные данные по вариантам:

Исходные параметры	Последняя цифра варианта										Пример
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Эквивалентное количество вещества в первичном облаке Qэ1 (Т)	1	3	0,2	0,1	3,5	2,4	0,1	3,5	7	8	4
Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке Qэ2 (Т)	15	25	8	7	28	19	6	17	30	25	30
Скорость ветра, м/с	1	3	8	6	4	15	5	6	7	1	10
Время от начала аварии, ч	2	3	4,5	5	4	1	5,5	4	3	5	5
АХОВ	Водород фтористый	Метиламин	Формальдегид	Фосген	Азота оксиды	Этилена оксид	Сероводород	Сернистый ангидрит	Хлор	Аммиак	Фтор
Направление ветра ψ, град	90	180	270	150	200	180	150	160	170	30	170
Температура воздуха Т, °С	+10	+20	0	+10	+15	0	-10	0	+10	-20	-5
Расстояние границы объекта от возможного места аварии l, м	200	100	250	100	150	300	25	100	400	350	350
Ширина санитарной зоны, м	1000	800	600	2000	900	1500	600	1200	3000	2500	400
Время суток	Вечер	Утро	Вечер	Ночь	Утро	День	Утро	Вечер	День	День	День
Облачность	Облачно	Ясно	Ясно	Облачно	Ясно	Ясно	Облачно	Ясно	Облачно	Облачно	Облачно

Пример выполнения работы

Исходные данные

Эквивалентное количество вещества в первичном облаке Q_э1 = 4 т

Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке Q_э2 = 30 т

Скорость ветра u = 10 м/с

Время от начала аварии N = 5 ч

АХОВ – Фтор

Направление ветра ψ = 170°

Температура воздуха Т = -5°С

Расстояние границы объекта от возможного места аварии l = 350 м

Ширина санитарной зоны b = 400 м

Время суток, облачность – день, облачно

Выполнение задания

1. Расчет глубины зоны поражения при аварии на химически опасном объекте

1.1. Продолжительность поражающего действия АХОВ

где h – толщина слоя АХОВ; для АХОВ, разлившихся свободно на подстилающей поверхности, h = 0,05 м

d – удельная плотность АХОВ; для фтора d = 0,0017 т/м³ (определяется по таблице 1; т.к. температура кипения фтора -188,2ºС, то при заданной температуре он находится в газообразном состоянии)

k₂ – коэффициент, зависящий от физико-химического состава АХОВ; для фтора k₂ = 0,038 (определяется по таблице 1)

k₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра; при u = 10 м/с k₄ = 4,0 (см. стр. 4)

k₇ – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (определяется по таблице 1; при отсутствии значения в таблице определяется по ближайшим большему и меньшему значениям интерполяцией)

T	k7
-20°С	0,8
-5°С	?
0°С	0,9

(ч)

1.2. Полная глубина зоны заражения

Qэ1, т	r´
3	2,06
4	?
5	2,66

Qэ2, т	r´´
30	6,5

(км)

1.3. Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс

r_п = N · v

где N – период времени от начала аварии, N = 5 ч

v – скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха

Степень вертикальной устойчивости воздуха в зависимости от метеорологических условий – ИЗ (определяется по таблице 3)

v = 59 км/ч (определяется по таблице 4)

r_п = 5 · 59 = 295 (км)

1.4. Сравнивая полученные значения r и r_п, за окончательное расчетное значение глубины зоны заражения принимается меньшее из них:

r_р = 5,61 км

1.5. Глубина зоны заражения в жилых кварталах

(км)

2. Определение площади зоны заражения

2.1. Площадь зоны возможного заражения

φ = 45° (см. стр.9)

(км²)

2.2. Площадь зоны фактического заражения

где k₈ – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха; при изометрии k₈ = 0,133 (см. стр. 9)

N – время от начала аварии, N = 5 ч

(км²)