Задача 4

Прогнозування обстановки при аварії на хімічно-небезпечному об’єкті

На промисловому об’єкті, що знаходиться на відстані 2 км від адміністративної будівлі, зруйнувалась необвалована ємність, яка вміщує 5 т хлору. Метеорологічні умови на час аварії: температура повітря 0 С, ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП) – інверсія, швидкість вітру 4 м/с, вітер південний (180⁰).

Провести розрахунки оперативного прогнозування на 4 години після аварії, показати на схемі зони можливого і прогнозованого хімічного забруднення.

Вихідні дані:

- необвалована ємність з хлором Q=5 т;

- температура повітря t=0 С;

- швидкість вітру V=4 м/с;

- напрямок вітру – південний;

- ступінь вертикальної стійкості повітря – інверсія.

Провести розрахунки оперативного (аварійного) прогнозування для N=4 год.

Розв'язання

1. При швидкості вітру V=4 м/с за табл. 4.1 визначаємо кутовий розмір зони можливого забруднення, який складає .

Таблиця 4.1

Кутові розміри зони можливого забруднення від швидкості вітру

V, м/с	< 0,5	0,6  1	1,1  2	> 2
φ, град	360	180	90	45

2. За табл. 4.2 визначаємо глибину розповсюдження хмари забрудненого повітря, для Q=5 т, t=0 C, V=4 м/с отримуємо:

Г=4,7 км.

Примітка: для визначення глибин забруднення хлором або аміаком див. табл. 4.4.

4. Визначаємо площу зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) за формулою:

Sзмхз = 8,72*10^-3 *Г² *φ = 8,72***45 = 0,00872*22,09*45 =8,67км

4. Визначаємо площу прогнозованої зони хімічного забруднення (ПЗХЗ) за формулою:

Sпзхз = Г * К² * N^0,2 = 0,081 * 4,7² * 4^0,2 = 0,081 * 22,09 * 1,32 = 2.36 км

де К – коефіцієнт, який залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря, визначається за табл. 4.3.

Г – глибина розповсюдження хмари забрудненого повітря;

N – час на який розраховується глибина прогнозованої зони хімічного забруднення (ПЗХЗ), в наведеному прикладі за вихідними даними N=4 год.

Таблиця 4.2

Глибина зони хімічного забруднення НХР, км

Кількість НХР (Q), т	Температура, С	Інверсія
		Хлор
		Швидкість вітру (V), м/c
		1	2	3	4
5	-20	11,6	6,90	5,30	4,50
	0	12,2	7,30	5,60	4,70
	+20	12,8	7,60	5,80	4,90

Таблиця 4.3

Коефіцієнт К який залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря

Ступінь стійкості повітря	Інверсія	Ізотермія	Конвекція
К	0,081	0,133	0,235

5. Визначаємо за табл. 4.4, за умови, що V=4 м/с, t=0 С і ємність не-обвалована, час випаровування хлору, який складе Т=0,75 год.

6. Знаходимо ширину прогнозованої зони хімічного забруднення (ПЗХЗ) при інверсії за формулою:

Шпзхз = 0,3 * Г^0,6 = 0.3 * 4,7^0.6 = 0,3 * 2,53 = 0,76 км

Таблиця 4.4

Час випаровування хлору

Назва НХР	V, м/с	Характер розливу
		Вільно (не обвалована ємність)				В обвалуванні
		Н = 0,05 м				Н = 1 м				Н = 3 м
		Температура повітря, оС
		-20	0	+20	+40	-20	0	+20	+40		-20	0	+20	+40
Хлор	1	1,5 1,12 0,9 0,75 0,65 0,4				23,9 18,0 14,3 12,0 10,2 6,0				83,7 62,9 50,1 41,8 35,8 20,9
	2
	3
	4
	5
	10

Наносимо на мапу (схему) зони хімічного забруднення (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схема зон хімічного забруднення при оперативному прогнозуванні (напрямок вітру південний, V=4 м/с, φ=45°)

Висновки. Результати оперативного прогнозування вказують на небезпеку на відстані Г=4,7 км для персоналу промислового хімічного об’єкту, робітників адміністративної будівлі і мешканців, що проживають біля об’єкту, в умовах аварії з викидом 5 т хлору.

За існуючих метеорологічних умов, через 4 години після аварії площа зони можливого хімічного забруднення складе S_ПЗХЗ=8,67 км², а площа прогнозованої зони хімічного забруднення складе S_ПЗХЗ=2,36 км².

Вражаюча дія хлору обумовлена часом його випаровування, який складає Т=0,75 год.