Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине Безопасность жизнедеятельности в ЧС” Тема: Прогнозирование и оценка химической обстановки в ЧС

Зона возможного заражения облаком АХОВ на картах (схемах) может быть ограничена окружностью, полуокружностью или сектором, имеющим угловые размеры φ и радиус r, равный глубине заражения Г_зар.

При скорости ветра менее 0,5 м/с зона возможного заражения имеет форму шара (на схемах – форма окружности), радиус которого равен глубине заражения.

При скорости ветра менее 0,6 – 1,0 м/с зона возможного заражения имеет форму полусферы (на схемах – форма полуокружности), радиус которого равен глубине заражения.

При скорости ветра 1,1 – 2,0 м/с зона возможного заражения имеет форму шарового сегмента, двугранный угол которого равен 90⁰ (на схемах – форма сектора), радиус которого равен глубине заражения.

При скорости ветра более 2,0 м/с зона возможного заражения имеет форму шарового сегмента, двугранный угол которого равен 45⁰ (на схемах – форма сектора), радиус которого равен глубине заражения.

Зоны возможного заражения при различных скоростях ветра представлены на рис. 4.

Рис.4. Зоны возможного заражения при различных скоростях ветра

МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ МАСШТАБОВ ЗАРАЖЕНИЯ

Принятые допущения

1. Емкости, содержащие АХОВ, при авариях разрушаются полностью.

2. Толщина h слоя жидкости для АХОВ, разлившихся свободно на подстилающей поверхности, принимается равной 0,05 м по всей площади разлива; для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку, определяется следующим образом:

а) при разливах из емкостей, имеющих самостоятельный поддон (обваловку):

h= H - 0,2 ,

где H- высота поддона (обваловки), м;

б) при разливах из емкостей, расположенных группой, имеющих общий поддон (обваловку):

где Q₀ – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т;

d – плотность АХОВ, т/м³;

F – реальная площадь разлива в поддон (обваловку), м².

Предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжительность сохранения неизменными метеорологических условий (степени вертикальной устойчивости атмосферы, направления и скорости ветра) составляет 4 ч. По истечении указанного времени прогноз обстановки должен уточняться.

При авариях на газо- и продуктопроводах выброс АХОВ принимается равным максимальному количеству АХОВ, содержащемуся в трубопроводе между автоматическими отсекателями . Количественные характеристики выброса АХОВ для расчета масштабов заражения определяются по их эквивалентным значениям.

Определение эквивалентного количества вещества в первичном облаке

Эквивалентное количество (т) вещества в первичном облаке определяется по формуле:

где К₁ - коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ (прил. 1; для сжатых газов К₁ = 1);

К₃ – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ (приложение 1);

К₅ – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы; для инверсии принимается равным 1, для изотермии 0,23,для конвекции 0,08;

К₇ – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (прил. 1; для сжатых газов К₇= 1);

Q₀ – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т.

При авариях на хранилищах сжатого газа Q₀ рассчитывается по формуле:

где d – плотность АХОВ, т/м³ ;

При авариях на газопроводе Q₀ рассчитывается по формуле:

где п – содержание АХОВ в природном газе, %;

d – плотность АХОВ, т/м³;

V_г – объем секции газопровода между автоматическими отсекателями, м³.

При определении величины Q_э1 для сжиженных газов, не вошедших в табличные данные, значение коэффициента К₇ принимается равным 1 , а коэффициент К₁ рассчитывается по соотношению

где с_р – удельная теплоемкость жидкого АХОВ, кДж/(кг·°С);

ΔТ – разность температур жидкого АХОВ до и после разрушения емкости, °С;

ΔН_исп – удельная теплота испарения жидкого АХОВ при температуре испарения, кДж/кг.

Определение эквивалентного количества вещества во вторичном облаке

Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке рассчитывается по формуле:

где К₂ – коэффициент, зависящий от физико - химических свойств АХОВ (прил. 1);

К₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра (прил. 2);

К₆ – коэффициент, зависящий от времени N, прошедшего после начала аварии;

Значение коэффициента К₆ определяется после расчета продолжительности T (ч) испарения вещества (формула (12)):

при T < 1 ч К₆ принимается для 1 ч;

d – плотность АХОВ, т/м³;

h – толщина слоя АХОВ, м.

При определении для веществ, не вошедших в список классификации АХОВ, значение коэффициента К₇ принимается равным 1, а коэффициент К₂ определяется по формуле

где Р – давление насыщенного пара вещества при заданной температуре воздуха, мм рт. ст.;

М – молекулярная масса вещества.

Расчет глубины зоны заражения при аварии на химически

опасном объекте

По экспериментальным данным составлены таблицы для определения глубины распространения облаков зараженного воздуха с поражающими концентрациями АХОВ на открытой и закрытой местности. Целью решения задач по прогнозированию химической обстановки мы ставим организацию защиты населения от воздействия АХОВ. Поэтому в рамках учебной программы мы будем рассматривать таблицы, составленные для закрытой местности.

В прил. 5 приведены максимальные значения глубины зоны заражения первичным (Г₁) или вторичным (Г₂) облаком АХОВ, определяемые в зависимости от эквивалентного количества вещества и скорости ветра. Полная глубина зоны заражения Г (км), обусловленной воздействием первичного и вторичного облака АХОВ, определяется:

– наибольший, – наименьший из размеров Г₁ и Г₂.

Расчет полной глубины зоны заражения Г (км) осуществляется только для сжиженных газов, образующих при аварии первичное и вторичное облако.

Для газообразных АХОВ полную глубину зоны заражения Г (км) вычисляют лишь для первичного облака, а для жидких – для вторичных.

Полученное значение сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п, определяемым по формуле:

где N – время от начала аварии, ч;

– скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данной скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч (прил. 3).

За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Расчет глубины зоны заражения при разрушении химически

опасного объекта

В случае разрушения химически опасного объекта при прогнозировании глубины зоны заражения рекомендуется брать данные на одновременный выброс суммарного запаса АХОВ на объекте и следующие метеорологические условия: инверсия, скорость ветра 1 м/с.

Эквивалентное количество АХОВ в облаке зараженного воздуха определяется аналогично методу для вторичного облака при свободном разливе. При этом суммарное эквивалентное количество Q_э рассчитывается по формуле:

где К_2i – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств i-го СДЯВ;

К_3i – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе i-го АХОВ;

К_6i – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после разрушения объекта;

К_7i – поправка на температуру для i-го АХОВ;

Q_i – запасы i-го АХОВ на объекте, т;

d_i – плотность i-го АХОВ, т/м³.

Полученные значения глубины зоны заражения Г в зависимости от рассчитанного значения Q_эи скорости ветра сравнивают с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п (см. формулу (7)). За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ЗОНЫ ЗАРАЖЕНИЯ СДЯВ

Площадь зоны возможного заражения для первичного (вторичного) облака АХОВ определяется по формуле:

где S_в – площадь зоны возможного заражения АХОВ, км²;

Г – глубина зоны заражения, км;

j – угловые размеры зоны возможного заражения, ... °(табл.1).

Табл. 1

Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ в зависимости от скорости ветра

Площадь зоны фактического заражения S_ф (км²) рассчитывается по формуле:

где N – время, прошедшее после начала аварии, ч;

К₈ – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, принимается равным:

0,081 – при инверсии;

0,133 – при изотермии;

0,235 – при конвекции.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПОДХОДА ЗАРАЖЕННОГО ВОЗДУХА К ОБЪЕКТУ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПОРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ АХОВ

Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту

Время подхода облака АХОВ к заданному объекту зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле:

где s – расстояние от источника заражения до заданного объекта, км;

ν – скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч (табл. 2).

Таблица 2

Скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха в зависимости от скорости ветра, км/ч

Определение продолжительности поражающего действия АХОВ

Продолжительность поражающего действия АХОВ определяется временем его испарения с площади разлива.

Время испарения Т (ч) АХОВ с площади разлива определяется по формуле:

где h – толщина слоя АХОВ, м:

d – плотность АХОВ, т/м³;

К₂, К₄, К₇ – коэффициенты в формулах (1), (5).

Определение возможных потерь рабочих, служащих, населения и личного состава формирований ГО в очаге химического поражения

Потери рабочих, служащих и населения, а также личного соста­ва формирований ГО определяются особой методикой оценки химичес­кой обстановки для гражданской обороны.

Потери рабочих, служащих, населения и личного состава фор­мирования ГО от АХОВ в очаге поражения будут зависеть от числен­ности людей, степени защищенности их и своевременного использования средств индивидуальной защиты (противогазов).

Возможные потери людей от АХОВ в очаге поражения определяют по прил.4.

Задача для выполнения курсовой (контрольной) работы

На химическом предприятии в результате нарушения герметичности аппарата на расстоянии … км от населенного пункта произошел выброс АХОВ в количестве … тонн.

Метеоусловия: скорость ветра … м/с , температура воздуха …⁰С .

Оценить химическую обстановку:

1. Определить глубину зоны заражения АХОВ при времени от начала аварии … часа;

2. Площадь зоны заражения АХОВ;

3. Время подхода зараженного воздуха к населенному пункту:

4. Продолжительность поражающего действия АХОВ;

5. Структуру потерь рабочих и служащих в зоне возможного химического заражения, если численность рабочей смены составляет … человек и обеспеченность противогазами составляет … % (пребывание в простейших укрытиях и зданиях).

6. Выбрать наиболее целесообразный вариант действия, при котором исключается поражение людей.

Варианты контрольных работ приводятся в табл. 3.

В качестве примера оформления работы приводится решение задачи.

Задача.На химическом предприятии в результате нарушения герметичности аппарата на расстоянии 20 км от населенного пункта

Таблица 3

Варианты для выполнения курсовых (контрольных) работ

Примечание: пд – поддон; обв – обвалование; св – свободный разлив.

произошел выброс фосгена . Параметры аппарата: высота 6 м, диаметр 3, 1 м. Степень заполнения аппарата ε=0,8. При разгерметизации АХОВ разливается в поддон, имеющий общую высоту H=3,3 м.

Метеоусловия: направление ветра – в сторону населенного пункта, скорость ветра 2 м/с , температура воздуха 30⁰С . Температурный градиет Δt =+1,3 ⁰С

Оценить химическую обстановку:

1. Определить глубину зоны заражения АХОВ при времени от начала аварии 3 ч;

2. Площадь зоны возможного заражения АХОВ;

3. Время подхода зараженного воздуха к населенному пункту:

4. Продолжительность поражающего действия АХОВ;

5. Структуру потерь рабочих и служащих в зоне возможного химического заражения, если численность рабочей смены составляет 140 человек и обеспеченность противогазами составляет 70 % (пребывание на открытом воздухе в простейших укрытиях и зданиях).

6. Выбрать наиболее целесообразный вариант действия, при котором исключается поражение людей.

Решение.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Акимов В.А., Лесных В.В., Радаев Н.Н. Риски в природе, техносфере, обществе и экономике. – М.: Деловой экспресс, 2004.

2. ГОСТ Р 22. 3. 03.94. Государственный стандарт РФ. Безопасность в ЧС. Защита населения. – М., 1994.

3. Мастрюков Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: учебник для вузов. – М.: Академия ,2004.

Рекомендуемая литеоатура

1. Гражданская оборона: учебник для вузов В. Г. Атаманюк и др. М.: Высшая школа, 1986. – 208 с.

2. Демиденко Г.П. и др. Защита объектов народного хозяйства от ОМП: справочник Г. П. Демиденко и др. – Киев: Высшая школа, 1989 . – 228 с.