19 вариант / zadacha3-4 7 вар

Министерство образования Республики Беларусь

УО «Полоцкий государственный университет»

Кафедра охраны труда

Решение задач по прогнозированию и оценке химической обстановки

при аварии на химически опасном объекте

по курсу «Защита населения и объектов от ЧС»

Вариант № 7

Группа 08 фк 1

Выполнила Головач А.

Проверил Высоцкая М.Ю

Новополоцк

2008 г.

Вариант 7.

Задание 1.Исследовать глубину распространения облака зараженного воздуха, площадь заражения, время подхода зараженного облака на расстояние 9 км, определить потери открыто расположенных людей при заданном проценте обеспеченных противогазами в количестве 1800 человек, возможную продолжи­тельность нахождения в средствах защиты кожи при свободном выливе и выливе в обваловку с высотой обвала H=1,4 м сжиженного СДЯВ массой =1400 т при различных состояниях вертикальной устойчивости воздуха через Т=3 часа по­сле аварии, если скорость ветра составляет V=1 м/с, температура воздуха t=+40,°С.

Для случая инверсии и свободного вылива СДЯВ при неизменных других показателях исследовать глубину распространения СДЯВ при скоростях ветра 1,2,3,4 м/с; при температурах +40°С, +20°С, 0°С, -20°С, -40°С,

1. Определение эквивалентного содержания фтора в первичном облаке. Значения коэффициентов принимаем по табл. 15м-2 и 16м-2.

инверсия Qэ₁=k₁*k₃*k₅*k₇*Q₀=0.18*0.04*1*1.4*1400=14.11(т)

изотермия Qэ₁=k₁*k₃*k₅*k₇*Q₀=0.18*0.04*0.23*1.4*1400=3.2(т)

конвекция Qэ₁=k₁*k₃*k₅*k₇*Q₀ =0.18*0.04*0.08*1.4*1400=1.12(т)

2. Определение времени испарения:

• при свободном выливе t _и= hρ/k₂*k₄*k₇=0.05*0.681/0.025*1*1.4=0.08(ч)

• при выливе в обваловку t_и = (H-0.2)*ρ/ k₂*k₄*k₇=(1.4-0.2)*0.681/0.025*1*1.4=2.3 (ч)

3. Определение эквивалентного количества аммиака во вторичном облаке.

При свободном выливе:

инверсия Qэ₂=(1-k₁)*k₂*k₃*k₄*k₅*k₆*k₇*Q₀/hρ=(1-0.18)*0.025*0.04*1*1*0.08^0.8 *1*1400/0.05*0.681=4.97т)

изотермия Qэ₂=(1-k₁)*k₂*k₃*k₄*k₅*k₆*k₇*Q₀/hρ= (1-0.18)*0.025*0.04*1*0.23*0.08^0.8 *1*1400/0.05*0.681=1.14 (т)

конвекция Qэ₂=(1-k₁)*k₂*k₃*k₄*k₅*k₆*k₇*Q₀/hρ= (1-0.18)*0.025*0.04*1*0.08*0.08^0.8 *1*1400/0.05*0.681= 0.39(т)

При выливе в обваловку:

инверсия Qэ₂=(1-k₁)*k₂*k₃*k₄*k₅*k₆*k₇*Q₀/(H-0.2)ρ=(1-0.18)*0.025*0.04*1*1*2.3^0.8 *1*1400/(1.4-0.2)*0.681= 2.69(т)

изотермия Qэ₂=(1-k₁)*k₂*k₃*k₄*k₅*k₆*k₇*Q₀/ (H-0.2)ρ =(1-0.18)*0.025*0.04*1*0.23*2.3^0.8 *1*1400/(1.4-0.2)*0.681= 0.61(т)

конвекция Qэ₂=(1-k₁)*k₂*k₃*k₄*k₅*k₆*k₇*Q₀/(H-0.2)ρ =(1-0.18)*0.025*0.04*1*0.08*2.3^0.8 *1*1400/(1.4-0.2)*0.681= 0.21(т)

4. Глубина распространения первичного облака. Величину глубины зоны заражения определяем по табл. 17_М.₂. Инверсия Г₁= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)= 19,2+(29,56-19,2)/(20-10)*(14,11-10)=25,4 (км)

Изотермия Г₁= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м) = 9,18+(12,53-9,18)/(5-3)*(3,2-3)=9,51 (км)

Конвекция Г₁= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)= 4,75+(9,18-4,75)/(3-1)*(1,12-1)= 5,01(км)

3. Глубина распространения вторичного облака.

При свободном выливе:

Инверсия Г₂= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)= 9.18+(12.53-9.18)/(5-3)*(4.97-3)=12.47(км)

Изотермия Г₂= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)= 4,75+(9,18-4,75)/(3-1)*(1,14-1)=5,06 (км)

Конвекция Г₂= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)=1.25+(3.16-1.25)/(0.5-0.1)*(0.39-0.1)=2.63 (км)

При выливе в обваловку:

Инверсия Г₂= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)== 4.75+(9.18-4.75)/(3-1)*(2.69-1)=8.49 (км)

Изотермия Г₂= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)==3,16+(4,75-3,16)/(1-0,5)*(0.61-0,5) =3.5 (км)

Конвекция Г₂= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)==1,25+(3,16-1,25)/(0,5-0,1)*(0,21-0,1) =1.77 (км)

6. Полная глубина заражения по массе вылившегося вещества. При свободном выливе:

инверсия Г_м=Г’+0,5*Г”=25,4+0,5*12.47=31.63(км)

изотермия Г_м=Г’+0,5*Г”=9,51+0,5*5.06=12,04 (км)

конвекция Г_м=Г’+0,5*Г”=5,01+0,5*2.63=6,32(км))

При выливе в обваловку:

инверсия Г_м=Г’+0,5*Г”=25,4+0,5*8.49=29.34(км)

изотермия Г_м=Г’+0,5*Г”=9,51+0,5*3.5=11,26(км)

конвекция Г_м=Г’+0,5*Г”=5,01+0,5*1.77=5.89(км)

Вывод: на глубину распространения облака, зараженного СДЯВ, большое влияние оказывают вертикальная устойчивость воздуха и обстоя­тельства вылива — свободно или в обваловку. При свободном выливе глу­бина распространения зараженного воздуха при инверсии оказывается бо­лее чем в 5 раз больше, чем при конвекции, а при выливе в обваловку - в 4.98 раза.

7. Возможная глубина переноса аммиака воздушными массами на время Т = 3 ч.

В соответствии с табл. 18_М.₂ скорость переноса облака зараженного воздуха имеет значение:

Инверсия - 5км/ч

изотермия - 6км/ч;

конвекция - 7 км/ч

Глубина переноса:

Инверсия Гт=Т*υ= 3*5=15 (км)

изотермия Гт=Т*υ= 3*6=18(км)

конвекция Гт=Т*υ= 3*7=21(км)

фактическая глубина и в последующем площадь заражения на время 3ч будет определяться массой вылившегося аммиака.

8. Площадь возможного заражения.

При свободном выливе : величина углового размера зоны заражения φ = 90° при 1<≤2м/с.

Инверсия Sм=πR²φ/360º=3.14*34,83²*90º/360º=952 (км²)

Изотермия Sм=πR²φ/360º=3.14*12.56²*90º/360º=123,8(км²)

Конвекция Sм=πR²φ/360º=3.14*6.61²*90º/360º=34,2(км²)

При выливе в обваловку:

Инверсия Sм=πR²φ/360º=3.14*30,61²*90º/360º=735,5(км²)

Изотермия Sм=πR²φ/360º=3.14*11,66²*90º/360º=71,1(км²)

Конвекция Sм=πR²φ/360º=3.14*6,11²*90º/360º=29,3(км²)

9. Возможная площадь зоны заражения на момент времени Т = 3 ч по переносу зараженного облака воздушными массами:

Инверсия St= k8*Г ²*T^0,2 = 0,081*15²*3^0,2=21,87 (км²)

изотермия St= k8*Г ²*T^0,2 = 0,133*18²*3^0,2 =51,7 (км²)

конвекция St= k8*Г ²*T^0,2 = 0,235*21²*3^0,2 =124,36(км²)

10.Время подхода зараженного воздуха : инверсия t_n=R/υ =9/5=1,8 (1 ч 48 мин) изотермия t_n=R/υ=9/6=1,5 (1 ч 30 мин)

конвекция t_n=R/υ=9/7=1,2 (1 ч 12 мин)

11.Потери людей составят:

П = n·k = 1800·0,40 =720 чел

По таблице 19м-2 принимаем, что при условии 60 %-ной обеспечен­ности противогазами доля потерь к =0,4.При этом 180 человек получат поражение легкой степени, 288 – средней и тяжелой степени и 252 – со сметельным исходом.

Исследование глубины распространения СДЯВ при инверсии, свободном выливе и при различных скоростях ветра

1. При всех скоростях ветра глубина распространения первичного облака будет такой же, т.е.

при инверсии – 18,86 км

2. Определение времени испарения аммиака.

Скорость ветра 1 м/с t_и = hp/k₂k₄k₇= 0.05*0.681/0,025*1*1=1,36(ч)

Скорость ветра 2 м/с t_и= hp/k₂k₄k₇ =0.05*0.681/ 0,025*1,33*1=1,03(ч)

Скорость ветра 3 м/с t_и= hp/k₂k₄k₇ =0.05*0.681/ 0,025*1,67*1=0,75(ч)

Скорость ветра 4 м/с t_и= hp/k₂k₄k₇ =0.05*0.681/0,025*2*1= 0,6(ч)

3. Определение эквивалентного количества вещества во вторичном облаке:

Скорость ветра 1 м/с

Q_Э2=(1-k₁) )*k₂*k₃*k₄*k₅*k₅* k6*k7*Q₀/hρ==(1-0.18)*0.025*0,04*1*1*1,36^0,8 *1*1400/0.05*0.681=48,59(т)

Скорость ветра 2 м/с

Q_Э2=(1-k₁) )*k₂*k₃*k₄*k₅*k₅* k6*k₇*Q₀/hρ==(1-0.18)*0.025*0,04*1,33*1*1,03^0,8 *1*1400/0.05*0.681=51,91(т)

Скорость ветра 3 м/с

Q_Э2=(1-k₁) )*k₂*k₃*k₄*k₅*k₅* k6*k₇*Q₀/hρ==(1-0.18)*0.025*0,04*1,67*1*0,75^0,8 *1*1400/0.05*0.681=50,48(т)

Скорость ветра 4 м/с

Q_Э2=(1-k₁) )*k₂*k₃*k₄*k₅*k₅* k6*k₇*Q₀/hρ==(1-0.18)*0.025*0,04*2*1*0,6 ^0,8 *1*1400/0.05*0.681=50,5(т)

4. Определение глубины распространения вторичного облака: Скорость ветра 1 м/с

Г= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)=38,13+(52,67-38,13)/(50-30)*(48,59-30)=51,64(км)

Скорость ветра 2 м/с

Г= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)=28,73+(35,35-28,73)/(70-50)*(51,91-50)=29,36 (км)

Скорость ветра 3 м/с

Г= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)=20,59+(25,21-20,59)/(70-50)*(50,48-50)= 20,7(км)

Скорость ветра 4 м/с

Г= Г_м + (Г_б-Г_м)/(m_б-m_м)*(m_ф-m_м)=16,43+(20,05-16,43)/(70-50)*(50,5-50)=16,52 (км)

5.Полная глубина заражения по массе вылившегося аммиака: Скорость ветра 1 м/с Г_м=Г’+0,5*Г”=51,64+0,5*12.47= 57,92(км) Скорость ветра 2 м/с Г_м= Г’+0,5*Г”= 29,36+0,5*12.47= 35,64(км)

Скорость ветра 3 м/с Г_м= Г’+0,5*Г”= 20,7+0,5*12.47 =26,98(км)

Скорость ветра 4 м/с Г_м= Г’+0,5*Г”=16,52+0,5*12.47 =22,8 (км)

Вывод: по мере возрастания скорости ветра глубина зоны заражения уменьшается. Для ветров 1 м/с и 4 м/с эта разница составляет 2,5 раза.