Устойчивость функционирования объекта и его систем в ЧС

     Оценка  химической обстановки на объектах, имеющих СДЯВ, проводится с целью организации защиты людей, которые могут оказаться в очагах химического поражения.

     При оценке химической обстановки методом  прогнозирования принимается условие  одновременного разлива (выброса) всего  запаса СДЯВ на объекте при благоприятных для распространения зараженного воздуха метеоусловиях (инверсии, скорости ветра 1 м/с).

     Оценка  химической обстановки на объектах, имеющих  СДЯВ, предусматривает определение  размеров зон химического заражения  и очагов химического поражения, времени подхода зараженного воздуха к определенному рубежу (объекту), времени поражающего действия и возможных потерь людей в очаге химического поражения.

     Рассмотрим  методику решения задач по оценке химической обстановки на объектах, имеющих  СДЯВ.

     Для определения возможной площади разлива СДЯВ применяется следующая формула:

     

,

     где S_p — площадь разлива; G — масса СДЯВ, т; ρ — плотность СДЯВ, т/м²;

t — толщина слоя разлившейся жидкости.

     Ширина  зоны химического поражения Ш  составляет: при инверсии — 0,03Г, при изотермии — 0,15Г, при конвекции — 0,8Г.

     Окончательная площадь зоны химического заражения  вычисляется по следующей формуле:

     

,

     где Г — глубина зоны химического  заражения.

     Время подхода зараженного воздуха к некоторому пункту высчитывается по формуле:

     

,

     где R — расстояние от точки выброса СДЯВ до заданного рубежа (объекта), м;

     v_ср — средняя скорость переноса облака воздушным потоком, м/с.

   Оценка  химической обстановки, сложившейся в результате аварий с выбросом СДЯВ. Она сводится к решению задач:

-расчет глубины  зоны заражения;

-расчет глубины  зоны возможного заражения при  разрушении ХОО;

• определение площади зоны заражения;
• определение времени подхода зараженного воздуха к объекту;
• определение продолжительности поражающего действия СДЯВ.

   Количественные  характеристики выброса СДЯВ для  расчета масштабов заражения определяют по их эквивалентным значениям.

   Эквивалентные количества вещества по первичному облаку (в тоннах) определяют по формуле:

Q_э1=K₁ K₃K₅ K₇ Q_c  ,

где   K₁ - коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ (для сжатых газов K₁ = 1);

      К₃ - коэффициент , равный отношению поражающей токсодоза хлора к поражающей токсодозе другого СДЯВ;

      К₅ - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (принимается равным при инверсии - 1; изотермии - 0,23; конвекции - 0,08);

      К₇ - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, по табл. 3.13 (для сжатых газов К -1); Qc - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества.

   Определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку

Эквивалентное количество по вторичному облаку   рассчитывают по формуле:

Q_э2 =(1-К1) • К₂ • К₃ * К₄ * К₅ • К₆*

*К7

где  К₂ - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ;

      К₄-коэффициент, зависящий от скорости ветра;

      К₆-коэффициент, зависящий от времени прошедшего после начала аварии-N.

   Значение  коэффициента К₆ определяют после расчета продолжительности испарения вещества Т. При N ≥ Т, значение К₆ принимают таким же, как для N = Т, а при N ≤ Тнас - К₆ принимают для 1 ч.

d - плотность СДЯВ, табл. 3.13, в т/м³;

h - толщина слоя СДЯВ, м. 

5. Оценка пожарной  и инженерной обстановки

      Под пожарной обстановкой в очаге ядерного поражения понимаются масштабы и плотность пожаров, возникающих и развивающихся в населенных пунктах и на объектах промышленности, оказывающих влияние на жизнедеятельность населения, работу промышленных предприятий, на проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ.

      Оценку  пожарной обстановки производят по результатам  прогнозирования.

      Прогнозирование может проводиться как в мирное (предварительная оценка) время, так и после ядерного взрыва (аварии).

      Предварительная оценка пожарной обстановки включает в себя:

• выявление в городской застройке участков, на которых возможно образование сплошных пожаров и огневых штормов;
• определение возможной пожарной обстановки на маршруте ввода сил ГО на объекты ведения АСиДНР.

      В ходе предварительной оценки пожарной обстановки определяют возможность локализации сплошных пожаров, производят расчет сил и средств для основных видов работ противопожарной службы, а также делают анализ обеспечения города (объекта) водой для пожаротушения.

      Выявление в городской застройке участков, на которых возможно образование сплошных пожаров и огненных штормов производят следующим образом:

• на плане населенного пункта выделяют участки застройки примерно с одинаковой степенью огнестойкости и этажностью;
• разрывы между участками должны быть не менее 30м. Каждому участку застройки присваивают порядковый номер. Нумерацию участков производят от геометрического центра населенного пункта (города) по часовой стрелке.

      Оценка  противопожарной обстановки включает в себя определение видов пожара на территории города (объекта), оказавшейся в очаге ядерного поражения, а также плотность и продолжительность возникающих и продолжающихся пожаров на участках застройки.

      Исходные  данные для оценки пожарной обстановки:

• вид, мощность и время ядерного взрыва, координаты его центра;
• скорость и направление приземного ветра;
• материалы предварительной оценки пожарной обстановки;

- характеристика  застройки по степеням огнестойкости  и этажности зданий на участках.

   Время охвата огнем зданий:

Т_охв= τ_о *х ,

где τ₀ - время охвата огнем зданий без учета степени их разрушений, т.е. время охвата огнем зданий на пожарах мирного времени (мин); х - коэффициент, учитывающий степень разрушения зданий ударной волной.

   Время охвата огнем зданий на пожарах мирного времени зависит от степени огнестойкости и этажности зданий.

   Время охвата огнем зданий I, II, III степеней огнестойкости, этажность которых превышает параметр, следует принимать по приведенному максимуму.

Значение коэффициента X определяют по формуле:

X = R_ip/R_p

где - R_ip расстояние от границы зоны полных разрушений до геометрического центра рассматриваемого участка застройки  в м;

   Rp - расстояние от границы зоны полных разрушений до внешней границы очага ядерного поражения.

   Время развития сплошных пожаров по участку застройки зависит от многих факторов и , в первую очередь, от количества первоначально загоревшихся зданий в момент ядерного взрыва (первоначальной плотности пожаров), протяженности участка застройки, линейной скорости распространения пожара и др. Это время :

τ_разв= Кз

где Кз - коэффициент, учитывающий плотность  пожаров на участке застройки  в момент ядерного взрыва; е - длина  участка застройки в направлении  приземного ветра; Vx - линейная скорость распространения сплошного пожара, м/мин.

Значение коэффициента Кз определяют из выражения:

Кз = 1 – р_n ,      где р_n - плотность пожаров.

   Важным  элементом в оценке пожарной обстановки в очаге ядерного поражения является определение времени выгорания пожарной нагрузки на участке городской застройки. Время выгорания зависит, прежде всего, от величины удельной пожарной нагрузки и массовой скорости выгорания и может быть определено по формуле:

   τ_выч=

где Vм - массовая скорость выгорания кг/м² мин, которая является табличной величиной.

      Зная  время охвата огнем здания, характерное  для отдельных и сплошных пожаров, время развития сплошных пожаров  и время выгорания пожарной нагрузки, можно определить продолжительность пожара на участках застройки:

- для отдельных  пожаров   τ_оп= τ_охв +  τ_выч                                                   

- для сплошных  пожаров    τ_сп= τ_охв + τ_разв +  τ_выч                                                 

   Пожарную  нагрузку в производственных зданиях и сооружениях можно определить по формуле:

Рн =(Рпост + Рпер) * а * в * с

где Рпост  и Рпер - постоянная и переменная пожарные нагрузки; а, в - коэффициенты, учитывающие скорости выгорания вещества и материалов в зависимости от их физических свойств и конструктивных особенностей зданий; с - коэффициент, учитывающий наличие в зданиях автоматических установок пожаротушения, внутренних пожарных кранов и др.

   В постоянную пожарную нагрузку включают материалы, входящие в строительные конструкции и способные гореть.

   В переменную пожарную нагрузку входят вещества и материалы, обращающиеся в производстве, в т.ч., технологическое оборудование и материалы, находящиеся в расходных складах, мебель и т.п., способные гореть.

    Величина  постоянной и переменной нагрузки может быть определена по формуле:

    Р=

где mi - масса горючего вещества (материала), кг; Qi - количество тепла, выделяемого при сгорании одного кг вещества (материала) мДж/кг; Sзд - площадь здания, м ;  n - число видов горящих материалов (веществ). 

6. Взрыв газовоздушной  смеси

      В очаге взрыва газовоздушной смеси  выделяют три круговые зоны:

• зону детонационной волны (зона - 1); 
• зону действия продуктов взрыва (зона -11);
• зону воздушной взрывной волны (зона -111).

“Зона-1” находится в пределах облака взрыва. Радиус зоны (R ) можно определить по формуле: R1 = 18,5  
где Q - количество сжиженного газа, т.

Этот  радиус может составлять от десятков до сотен метров. В пределах "Зоны-1" действует избыточное давление во фронте ударной волны ΔРф1 , которое можно считать постоянным и равным 1700 кПа.

“Зона 11” охватывает всю площадь разлета продуктов газшной смеси в результате ее детонации. Радиус зоны определяют по формуле: R2 = 1,7 R₁ .

Избыточное давление в пределах зоны - 11 может быть определено 
по формуле: R 2 = 1,7R1

Избыточное  давление в пределах зоны - 11 может  быть определено по формуле: 

Δт™₂=1300

где R - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, м.