Размеры зон фугасного поражения, м

Масса облака нефтяных газов, кг	1000	10000
Давление ВУВ (бар) и степень повреждения в радиусе, м:
0,3...0,1- тяжелые повреждения зданий и увечья людей	16	35
0,1...0,03 - полное разрушение стекол и контузии людей	54	117
0,03...0.01 - 10% разрушение остекления и ушибы людей	163	352

Для приближенной оценки последствий таких взрывов, используется изложенный выше подход, в предположении о возможности определения их тротилового эквивалента (кг) по такой формуле [3]:

q = 0,044×a×b×n×M/4,52, (3.12)

где a,b,n - доля участвующего во взрыве газа, коэффициенты его удельного энерговыделения и возможного усиления избыточного давления на фронте ВУВ (для наземного взрыва n =2);

М - масса горючего газа в топливовоздушной смеси, кг.

При использовании формулы (3.12) рекомендуется следующее: а)величину a принимать принадлежащей отрезку [0,1...0,5] - меньшие значения соответствуют открытым пространствам, средние -замкнутым объемам, максимальные - водородным смесям; б) коэффициент b следует брать из табл. 3.1 или соответствующей справочной литературы.

Прогноз зон теплового поражения. Оценка ущерба людским, материальным и природным ресурсам от данного фактора наиболее актуальна при оценке ущерба от аварийного выброса веществ, способных в последующем выделять накопленную в них химическую энергию следующими тремя основными сценариями: а)факельное горение струи топлива, б)поверхностное его выгорание в пределах образовавшегося бассейна, в)испарение сжиженных газов с образованием ТВС, завершающееся вспышкой в форме огненного шара или взрывом типа BLEVE.

Общие принципы. Обработка многочисленных эмпирических данных свидетельствует о таком соотношении между перечисленными способами высвобождения энергии углеводородных топлив в случае их пролива[20]: в 35% случаев это завершается взрывом образовавшегося облака ТВС, в 35% - его воспламенением с образованием огненного шара, в 10% - постепенным выгоранием и в оставшихся 20% случаев - медленным испарением, без воспламенения образовавшейся ТВС.

Поражающий эффект в первых трех случаях определяется величиной теплового импульса, излучаемого очагом пожара или взрыва, и зависит от диаметра и массы огненного шара, скорости его выгорания, а также от стойкости подверженных воздействию объектов и полученной ими тепловой дозы.

В табл. 3.7 приведены данные об изменении удельного теплового потока в зависимости от удаления от центра очага пожара, вызванного горением широкой фракции легких углеводородов. В первой строке таблицы - в безветренную погоду, во второй - при ветре со скоростью 5 м/с, с подветренной стороны; в числителе - на площади с радиусом разлива в 25 м и в знаменателе - 50 м.

Таблица 3.7.

Параметры поражающих тепловых факторов

Удаление, м	40	50	60	70	80	90	100	110	120
Тепловой поток, кВт/м2	10	7,15	5,21 15,4	3,90 12,0	2,95 9,8	8,0	6,6	5,5	4,6
Тепловой поток, кВт/м2	28,7		17,5 10		10,2	19	5,3		2,7 12

Конкретные рекомендации. При определении разрушительного эффекта тепловых факторов, рекомендуется руководствоваться следующим. Для возникновения у людей ожогов первой степени, требуется удельная тепловая мощность не менее 1,7 кВт/м². Умеренные и тяжелые ожоги второй степени возникают соответственно при получении человеком тепловой энергии в 42 и 84 кДж/м², а тяжелые ожоги третьей степени требуют 162 кДж/м².

Тепловые импульсы, приводящие незащищенных от них людей к ожогам 1-ой, 2-ой и 3-ей степени, могут иметь зоны поражения, радиусы которых рассчитываются по следующим формулам:

R_1t=(5,2±0,2)M^5/12; R_2t=(3,7±0,2)M^5/12; R_3t=(2,6±0,2)M^5/12. (3.13)

При дефлаграционном горении 1000 кг ТВС с образованием огненного шара, например, соответствующие радиусы оказываются равными (88...96), (53...68) и (44...48) м.

Удельный тепловой поток - q^¢, приводящий к повреждениям большинства типов производственного оборудования, составляет примерно 10 кВт/м². Конкретные значения величины этого потока и его удельной критической мощности - q_кр для материалов и веществ (кВт/м²×с) совместно с предельно допустимыми длительностями воздействия (от начала до воспламенения -t_в), приведены в табл. 3.8.

Оценка размеров огненного шара, образующегося при воспламенении паров топлива или в результате утечки природного газа, проводится также с помощью соответствующих экспериментальных формул. Например, для М массы испарившегося углеводородного топлива или сжиженного газа (т), его диаметр (м), мощность теплового потока (ГВт) и время существования (с) соответственно равны:

D_ош=55×М^1/3; Е_ош=12,3×М^2/3; t_ош=3,8×М^1/3. (3.14)

Расчет по вышеприведенным формулам для М =50 т приводит, например, к таким результатам: D_ош = 200 м, Е_ош = 170 ГВт и t_ош = 14 с.

Таблица 3.8.