Файл: Сохранения жизни и здоровья работников.doc

формула Садовского будет иметь вид:

, (4)

где m_пр – приведенная масса пара или газа, участвующего во взрыве, кг, рассчитывается по формуле

, (5)

где Q_вв и Q_тнт – энергия взрывов рассматриваемого взрывчатого вещества и тротила соответственно, кДж/кг;

m – масса газообразного вещества, поступившего в окружающее пространство, кг;

Z – коэффициент участия горючих газов или паров в горении.

Импульс фазы сжатия (кПа∙с) для взрыва парогазовоздушного облака находится по формуле

(6)

Остальные необходимые формулы для расчета параметров взрыва различных взрывчатых веществ см. учебное пособие С.С. Тимофеевой, Т.И. Дроздовой «Теория горения и взрыва». ИрГТУ, 2007 г. и последующие издания этого учебного пособия.

Пример задачи: на складе взрывчатых веществ хранится октоген массой G= 50 000 кг. На расстоянии 100 м от склада находится одноэтажное здание механических мастерских, а на расстоянии 500 м – поселок с многоэтажными кирпичными зданиями. Энергия взрыва октогена 5860 кДж/кг, энергия взрыва тротила 4520 кДж/кг. Найти вероятность различных разрушений зданий механических мастерских и зданий в поселке.

Решение: найдем тротиловый эквивалент взорвавшегося октогена:



Избыточное давление во фронте ударной волны на уровне механических мастерских (100 м от эпицентра):



Полученная величина избыточного давления соответствует полному разрушению здания механических мастерских (табл. 9.1).

Избыточное давление во фронте ударной волны на уровне поселка (500 м от эпицентра):



Определим вероятность разрушений зданий в поселке по пробит-функции, предварительно рассчитав импульс фазы сжатия:



Таким образом, определим вероятность слабых разрушений:

---

.

По табл. 9.3 значению пробит-функции равной 5,86 соответствует вероятность слабых разрушений 81 %.

Для средних разрушений:



По табл. 9.3 значению пробит-функции равной 3,95 соответствует вероятность средних разрушений 14 %.

Для сильных разрушений:



По табл. 9.3 значению пробит-функции равной 2,87 соответствует вероятность сильных разрушений 2 %.

Вывод: в результате взрыва октогена на складе взрывчатых веществ в поселке, расположенном на расстоянии 500 м от склада будут преимущественно слабые разрушения зданий, сопровождающиеся повреждением или разрушением крыш, окон, дверных проемов.

Порядок выполнения работы

1. 
   Изучить теоретические положения к работе.
   
2. 
   Разобрать приведенный пример решения задачи.
   
3. 
   Получить задание от преподавателя, при решении задачи обратить внимание на указания к решению, приведенные после условия задачи.
   
4. 
   Выполнив задание, оформить отчет и сделать вывод о вероятности поражения людей и материальных ресурсов в анализируемой ситуации.
   

Задания к практической работе

Задача 1.Рассчитать вероятность различных разрушений зданий при выходе в атмосферу пропана, хранящегося в сферической емкости объемом 600 м³ при температуре окружающей среды 20 ⁰С. Здания находятся на расстоянии 500 м от резервуара. Плотность сжиженного пропана 530 кг/м³, степень заполнения емкости – 80 % по объему. Удельная теплота сгорания пропана 4,6∙10⁴ кДж/кг, тротила – 4520 кДж/кг. Считать, что в течение времени, необходимого для выхода сжиженного газа из емкости, весь пропан испаряется.

Указания к решению задачи: перед расчетом избыточного давления ударной волны, образующейся при взрыве пропана, обратите внимание на агрегатное состояние пропана и используйте формулу для соответствующего агрегатного состояния. Обратите внимание на единицы измерения параметров в формуле и в исходных данных, для решения задачи необходимо их соответствие друг другу, коэффициент участия газа во взрыве (Z) примите равным 0,1.

---

Задача 2. На производственном объекте бензин хранится в наружном резервуаре объемом 500 м³ на бетонном поддоне площадью 400 м². На расстоянии 50 м от резервуара находится здание диспетчерской. Определить возможную степень разрушения здания диспетчерской в случае аварии с разрушением резервуара. Принять температуру окружающей среды равной 27 ⁰С, плотность жидкого бензина – 740 кг/м³, молекулярная масса бензина – 94 кг/кМоль, скрытая теплота кипения бензина (L_кип или L_исп) ‒ 287300 Дж/кг, температура кипения бензина ‒ 413 К, степень заполнения емкости с бензином – 80 % по объему, удельная теплота сгорания бензина 4,62∙10⁴ кДж/кг, тротила – 4520 кДж/кг, коэффициент участия газа во взрыве (Z) примите равным 0,1.

Указания к решению задачи: перед расчетом избыточного давления ударной волны, образующейся при взрыве резервуара с бензином, обратите внимание на агрегатное состояние бензина и используйте формулу для соответствующего агрегатного состояния. Учтите, что при разрушении емкости с бензином образуется первичное и вторичное облако испарившегося бензина и в суммарной массе взорвавшихся паров необходимо учесть массу как первичного, так и вторичного ПГВ облаков. При расчете массы взорвавшихся паров используйте формулы приведенные в прил. А, Е и И ГОСТа Р 12.3.047‒98 «Пожарная безопасность технологических процессов».

Задача 3. На складе взрывчатых веществ хранится октоген массой G= 50 000 кг. На расстоянии 100 м от склада находится одноэтажное здание механических мастерских, а на расстоянии 500 м – поселок с многоэтажными кирпичными зданиями. Энергия взрыва октогена 5860 кДж/кг, энергия взрыва тротила 4520 кДж/кг. Рассчитать радиусы зоны летального поражения и зоны безопасной для человека. Рассчитайте вероятность гибели персонала на границе зоны летального поражения.

Указания к решению задачи: воспользуйтесь графическим способом решения (график в координатах ΔР_ф, кПа (R, м)).

Задача 4. Оценить вероятность разной степени травмирования человека, находящегося на расстоянии 20 м от баллона с пропаном при взрыве этого баллона. Емкость баллона 10 м³, температура окружающей среды 28 ⁰С, плотность пропана 530 кг/м³, удельная теплота сгорания пропана 4,6∙10⁴ кДж/кг, тротила – 4520 кДж/кг.

Указания к решению задачи

---

: перед расчетом избыточного давления ударной волны, образующейся при взрыве пропана, обратите внимание на агрегатное состояние пропана и используйте формулу для соответствующего агрегатного состояния.

Задача 5. Рассчитать избыточное давление и импульс фазы сжатия при выходе в атмосферу бензина, хранящегося в сферической емкости объемом 50 м³ при температуре воздуха 25 ⁰С, емкость заполнена на 95 %, плотность бензина 740 кг/м³, его молекулярная масса 94 кг/кмоль, температура кипения бензина 377 ⁰С, скрытая теплота кипения бензина (L_кип или L_исп) ‒ 287300 Дж/кг. Оценить вероятность разрушения деревянных строений, находящихся на расстоянии 500 м от емкости, при разрушении емкости и взрыве, образовавшегося ПГВ облака.

Указания к решению задачи: перед расчетом избыточного давления ударной волны, образующейся при взрыве резервуара с бензином, обратите внимание на агрегатное состояние бензина и используйте формулу для соответствующего агрегатного состояния.

Учтите, что при разрушении емкости с бензином образуется первичное (от содержащихся в емкости паров бензина) и вторичное облако испарившегося бензина и в суммарной массе взорвавшихся паров необходимо учесть массу как первичного, так и вторичного ПГВ облаков. При расчете массы взорвавшихся паров используйте формулы, приведенные в приложениях А, Е и И ГОСТа Р 12.3.047‒98 «Пожарная безопасность технологических процессов».

Контрольные вопросы

1. 
   В чем отличие в применении вероятностной и детерминистской моделей при определении ущерба от аварии?
   
2. 
   Что является поражающим фактором при аварии со взрывом?
   
3. 
   Что такое пробит-функция?
   
4. 
   От каких параметров взрыва зависит степень поражения людей и материальных ресурсов?
   
5. 
   Как определить вероятность разной степени поражения людей при аварии со взрывом?
   
6. 
   Как оценить вероятность разной степени разрушения зданий и сооружений при аварии со взрывом?
   

---

Практическая работа № 10

Оценка риска травмирования людей при авариях, сопровождающихся

пожарами

Цель работы: познакомиться с моделями оценки риска травмирования людей при пожарах и оценить риск по заданным условиям с помощью вероятностной модели и используя нормативные документы.

Теоретические положения

Основным поражающим фактором при пожаре является термическое воздействие, обусловленное тепловым излучением пламени. Термическое воздействие определяется величиной плотности потока поглощенного излучения q^погл (кВт/м²) и временем теплового излучения τ (с).

Согласно детерминистской модели риск получения ожогов человеком зависит от дозы теплового воздействия, как представлено в табл. 10.1.

Таблица 10.1

Характеристика ожогов кожи человека

Степень ожога	Повреждаемый слой	Характеристика	Доза воздействия, кДж/м2
I II III	эпидермис дерма подкожный слой	покраснение кожи волдыри летальный исход при поражении 50 % кожи	< 42 42‒84 > 84

При применении вероятностного подхода к определению поражающего фактора теплового воздействия на человека риск поражения определяют по пробит-функции ( ). Для случая летального исхода при термическом поражении используют следующее выражение для пробит-функции:

, (1)

где q – плотность потока теплового излучения, кВт/м²;

τ (с) – время термического воздействия для случая пожара разлития и горения зданий, определяется по формуле

, (2)

где τ₀ – характерное время обнаружения пожара, с, допускается принимать 5 с;

х – расстояние от места расположения человека до зоны

---