Прогнозирование последствий аварий, вызванных взрывами.
Процесс горения со стремительным высвобождением энергии и образованием при этом избыточного давления называется взрывным горением.
Наиболее часто встречаются взрывы конденсированных взрывчатых веществ (ВВ), парогазовоздушных смесей и сосудов под давлением. Взрывы многих конденсированных взрывчатых веществ протекают в режиме детонации, при котором взрывная волна распространяется с постоянной скоростью. Значения скоростей детонации находятся в пределах от 1,5 (для некоторых промышленных ВВ) до 8 км/с (для мощных ВВ — тротил, гексоген, октоген и др.), при этом давление взрывов достигает 20-38 ГПа.
Различают два принципиально разных режима взрывного горения: дефлаграционный и детонационный. При скорости распространения пламени, не превышающей скорости звука, возникает дефлаграционное горение, при котором продукты сгорания нагреваются до температур 1500-3000°С и генерируются ударные волны с максимальным давлением 20-100 кПа. В ударную волну переходит около 40% энергии взрыва.
Режим дефлаграционного горения может переходить в режим детонационного горения, при котором скорость распространения пламени достигает 1-5 км/с. Избыточное давление в пределах детонационного облака может достигать 2 МПа. Такому переходу способствует турбулизация процесса горения при встрече фронта пламени с препятствиями. При этом поверхность фронта пламени становится неровной, а толщина пламени увеличивается — все это вызывает рост скорости распространения пламени.
В режиме детонационного горения нагрузки значительно возрастают. Поэтому этот режим горения принят за расчетный случай для прогнозирования обстановки при авариях со взрывом.
При взрыве газовоздушных смесей различают две зоны действия: детонационной волны — в пределах облака ГВС и воздушной ударной волны — за пределами облака ГВС. В зоне облака действует детонационная волна, избыточное давление во фронте которой принимается постоянным в пределах облака ГВС и приблизительно равным АРд =17 кгс/см (1,7 МПа).
Барическое воздействие взрыва на человека, здания и сооружения.
При оценке барического воздействия на здания и сооружения принимают четыре степени разрушений:
• слабые разрушения — повреждение или разрушение крыш, оконных и дверных проемов. Ущерб 10-15% от стоимости здания;
• средние разрушения — разрушения крыш, окон, перегородок, чердачных перекрытий, верхних этажей. Ущерб 30-40%;
• сильные разрушения — разрушение несущих конструкций и перекрытий. Ущерб 50%. Ремонт нецелесообразен;
• полное разрушение — обрушение зданий, сооружений
Устойчивость функционирования объекта в чрезвычайной ситуации.
Под устойчивостью функционирования объекта экономики понимают его способность в ЧС выпускать продукцию в запланированном объеме и номенклатуре (для непроизводственных объектов выполнять свои функции в соответствии с предназначением), а в случае аварии (повреждения) восстанавливать производство в минимально короткие сроки.
Так как современный объект экономики (ОЭ) представляет собой сложный инженерно-экономический комплекс, то его устойчивость будет напрямую зависеть от устойчивости составляющих элементов.
К основным из них относятся: здания и сооружения производственных цехов; производственный персонал и защитные сооружения для укрытия рабочих и служащих; элементы системы обеспечения (сырье, топливо, комплектующие изделия, электроэнергия, газ, тепло и т. п.); элементы системы управления производством.
Вышедшими из строя считаются промышленные здания, имеющие сильные разрушения, жилые здания со средней степенью разрушения, рабочие и служащие, получившие поражения средней тяжести.
Для проведения оценки устойчивости ОЭ необходимо подготовить следующие данные:
• анализ вероятных явлений, по причине которых на объекте экономики может возникнуть ЧС (стихийное бедствие, авария техногенного характера, применение противником современных средств поражения), с определением наиболее вероятной;
• вероятные параметры поражающих факторов источников чрезвычайных ситуаций, которые будут влиять на устойчивость объектов экономики (интенсивность землетрясения, избыточное давление во фронте воздушной ударной волны, плотность теплового потока, высота волны прорыва, максимальная скорость волны прорыва, площадь и длительность затопления, давление гидравлического потока, доза радиоактивного облучения, ПДК опасных химических веществ);
• параметры вторичных поражающих факторов, возникающих при воздействии основных источников чрезвычайных ситуаций;
• зоны воздействия поражающих факторов;
• принципиальная схема функционирования производственного объекта с обозначением элементов, влияющих на функционирование предприятия;
• значение критического параметра (максимальная величина параметра поражающего фактора, при которой функционирование объекта не нарушается);
• величина критического радиуса (минимальное расстояние от центра формирования источника поражающих факторов, на котором функционирование объекта не нарушается).