tema3_2 (Хорошие лекции), страница 2

( см. (1) и (2) ).1.2.4 Определение эквивалентного количества вещества во вторичном облаке, ивремени испарения.Вторичное облако образуется за счет испарения жидкой фазы АХОВ.Расчет проводится в два этапа:1) Определяется время испарения ,ч :Tисп h ж,чK 2 K 4 K 7в(6)где ж — плотность АХОВ, т/м. куб ( см. Приложение);h — высота слоя испарения разлившегося АХОВ, м .При Tисп <1 во всех дальнейших расчетах принимаем Т = 1 ч.2) Эквивалентное количество АХОВ, образующее вторичное облако, определяетсяпо формуле:mэ 2  (1  K1 ) K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 вmo,тh ж(7)1.2.5 Расчет глубины зоны заражения при аварии на ХОО.В основной таблице (Таблица № 13) приведены значения глубин зон зараженияпервичным Г1 или вторичным Г2 облаком АХОВ в зависимости от эквивалентного количества вещества и скорости ветра.

Соотношение между значениями Г1 и Г2 длякаждого АХОВ индивидуально.Глубина зоны заражения, обусловленная первичным и вторичным облаками,определяется формулой:Гоб = max { Г1; Г2} + 0,5 min { Г1; Г2} , км.(8)Используемая Таблица 13 дает зависимость глубины распространения АХОВпод действием ветра с учетом рассеивания и понижения концентрации облака.Эти данные справедливы для случая распространения облака над плоской поверхностью, но требуют уточнения в случае распространения облака над местностьюс реальным рельефом и застройкой. Кроме того, скорость ветра в Таблице 13 является средней по высоте в приземном слое, скорость же на высоте распространения облака будет значительно больше5.Изменение скорости ветра по высоте существенно зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха.

Так при инверсии скорость распространения зара5Наблюдается так называемый «эффект танковой гусеницы».Кафедра защиты в ЧС и гражданской обороныПрогнозирование обстановки при авариях на Х О О6жения возрастает в 1,4 – 1,46 раза, при изотермии в 1,61 – 1,67 раза, при конвекции в 1,94 – 1,96 раза, причем конкретное значение коэффициента зависит от скорости ветра.В разработанной и принятой в РФ методике скорость распространения заражения и в конечном итоге глубина образовавшейся зоны заражения определяетсяследующим образом.Во-первых, рассчитывается значение величины Гоб в соответствии с формулой(8).Во-вторых, по Таблице 16 в зависимости от СВУ и средней скорости ветраопределяется скорость ветра на высоте переноса облака Vп и глубина переносаоблака ГпГп = Vп Тпрог(9)В-третьих, за окончательную расчетную глубину зоны заражения принимаетсяминимальная из величин Гоб и ГпГ = min {Гоб; Гп}(10)Затем рассчитывается время формирования зоныTф = Г / Vп(11)1.2.6 Определение площади зоны заражения и нанесение ее на картуРазличают зоны возможного и фактического заражения АХОВ.Зона возможного заражения— это пространство , в котором может распространиться АХОВ при данных метеорологических условиях.На картах зона возможного заражения изображается в виде секторов окружности радиуса Г .

Биссектриса секторов ориентирована по направлению ветра и проходит через центр аварии.Скорость ветра в приземном слое, v м/сV  0,5 , м/с0,5 < v  1 , м/с1< v  2 , м/сv > 2 , м/сФорма и размеры зоны возможного заражениясектор с центральным углом 360о (окружность)сектор с центральным углом 180осектор с центральным углом 90осектор с центральным углом 45оПлощадь зоны возможного заражения облаком АХОВ определяется по формуле:Sв = 8,73  10-3  Г2  =  Г2 / 360 , км2(12)где Г — глубина зоны заражения , км; — угловые размеры зоны, град.Зоной фактического заражения называется территория, воздушное пространство которой заражено АХОВ в опасных для жизни пределах.

Конфигурация зоны фактического заражения близка к эллипсу, который не выходит за пределы зоны возможного заражения и может перемещаться в ее пределах под воздействием ветра.Из-за возможного перемещения зоны фактического заражения на карту ее не наносят. Ее размеры используют для определения возможной численности пораженногонаселения и необходимого запаса сил и средств, необходимых для проведения спасательных работ.Факультет военного обученияКурс «БЖД: Защита в ЧС и ГО» - 2006 год7При расчетах зоны используется коэффициент К8 , учитывающий влияниестепени вертикальной устойчивости воздуха на интенсивность рассеивания АХОВ:для инверсиидля изотермиидля конвекцииК8 = 0,081,К8 = 0,133,К8 = 0,235 .Площадь зоны фактического заражения облаком АХОВ вычисляется по формуле:Sф = К8 Г2 0,2(13)где Г — глубина зоны заражения, км; — время формирования зоны на момент прогноза = min { Тф; Тпрог} ,Тф = Г / V n , ч1.2.7 Определение времени подхода зараженного воздуха к заданной границе (объекту).Время подхода облака АХОВ к заданному рубежу зависит от скорости переносаоблака воздушным потоком и определяется по формуле:tподх = X/Vп(14)где X — расстояние от источника заражения до выбранного рубежа, км;Vп -скорость переноса фронта облака зараженного воздуха, км/час.1.2.8 Определение продолжительности заражения.Время поражающего действия АХОВ ( продолжительность заражения) определяется временем испарения вышедшего АХОВ, но не может быть принятым меньше 1 часа (тоже и при образовании только первичного облака).1.3.

Расчеты при разрушении химически опасного объекта.При разрушении ХОО рассматривается только один вариант расчетных формулпрогноза обстановки, справедливый для случая, когда, во-первых, все вещества находятся в жидком агрегатном состоянии и, во-вторых, не вступают между собой в химические реакции.При этих двух допущениях расчет многих первичных и вторичных облаков поприведенным выше формулам был бы весьма условен, поэтому на практике используется одна приближенная формула для расчета общего эквивалентного количества хлора.Принимается следующий порядок расчета.1) Расчет Тi для i от 1 до n, где n — число различных АХОВ в ЧС.2) Определение наборов коэффициентов (k1- k8)i для каждого i-го АХОВ.3) Определение обобщенного эквивалентного количества АХОВ :nmэ = 20 K4K5  (K2K3K6K7в mо/ж)i(15)i(При расчете первичными облаками пренебрегаем, k7 берем для вторичного облака).4) Расчет глубин зон — аналогично расчету при авариях.5) Расчет площадей.Кафедра защиты в ЧС и гражданской обороныПрогнозирование обстановки при авариях на Х О О6) Расчет продолжительности заражения по формуле:t = max {Tисп i}8(16)1.4.

Примеры решения задач1.4.1 Задача №1На объекте произошла авария на технологическом трубопроводе с жидким хлором, находящимся под давлением. В трубопроводе содержалось 40т сжиженного хлора.Оценить химическую обстановку через 2 часа после аварии. Метеоусловия: скоростьветра - 5 м/с, температура воздуха - 0 С, изотермия. Разлив АХОВ на подстилающую поверхность - свободный.Исходные данные:АХОВ - хлор, низкокипящая жидкость, tкип = -34оС , ж =1,553 т/м3Способ хранения – сжиженный газ под давлениемАварийная масса 40 тВысота слоя испарения 0,05 мВремя прогноза Тпрог = 2 чМетеоусловия:СВУ – изотермия, t = 0оС, скорость ветра v =5м/с ,  = 45о , vп=29км/чКоэффициенты:К1 = 0,18К3 = 1К7п = 0,26К2 = 0,052К4 = 2,34К7в = 1К5 = 0,23К8 = 0,133Решение:1 . Определение глубины зоны заражения:а)mэ1 = K1 К3 К5 К7п mо = 0,18  1  0,23  0,26  40 = 1 тб) Тисп = h рж / К2 К4 К7в = 0,05  1,553 / (0,052  2,34  1) = 0,64 ч = 38 минв) К6 = 1 ; (Тисп <1)г) mэ2 =(1- К1)К2КзК4К5КбК7вm0/(hж) = (1- 0,18)0,05212,340,231140/0,051,553 = 11,8 тд)Г1 = 1,68 км,Г2 = 5,53+(8,19-5,53)(11,8-10)/(20-10) = 6км,е)Гоб = max { Г1;Г2) + 0,5 min { Г1;Г2} = 6 + 0,51,68 = 6,84 кмж) Гп=Тпрог Vn=229 = 58 кмз) Г = min { Гоб; Гп) = min { 6,84 ; 58 } = 6,84 км2.Определение площади зараженияа) SB = 8,7310-3Г2 ф = 8,7310-3 6,842  45 = 18,38 кв.

км.б) Тф = Г / Vn= 6,38 / 29 = 0,22 часв)  = min { Тф; Тпрог} = min { 0,22; 2} = 0,22 часФакультет военного обученияКурс «БЖД: Защита в ЧС и ГО» - 2006 годг)9SФ = К8 Г2  = 0,133 * 6,842 * 0,220,2 = 4,6 кв.км.1.4.2 Задача №2На объекте сосредоточены запасы хлора -30т, аммиака -150т, нитрила акриловойкислоты -200т. Оценить химическую обстановку на 3 часа после разрушения объекта.Температура воздуха - 0° С. Определить время подхода облака зараженного воздуха крубежу, отстоящему от места аварии на 18 км.Решение:Для прогнозирования принимаются условия: инверсия, скорость ветра-1м/с.1 .По формуле (5) определяем времена испарения АХОВ:хлора Тисп = h рж / К2 К4 К7 =0,05 * 1,553 / 0,052*1* 1=1,49час=1час ЗОминаммиака Тисп = h рж / К2 К4 К7 =0,05 * 0,681 / 0,025*1*1= 1,36час = 1час 22миннитрила акриловой кислотыТисп = h рж / К2 К4 К7 =0,05 * 0,806 / 0,007*1*0,4= 14,39час=14час 23мин2.Определяем значение коэффициента К6 для каждого вещества по формуле(З):хлорК6 = min { Тисп ; Т^ }°'8 = min { 1,49 ; 3}°'8 = 1,49 °'8 = 1,375,аммиакК6 - min { Тисп ; Т^ }°'8 = min { 1,36 ; 3}°'8 = 1,36 °'8 = 1,279,нитрил акриловой кислоты К6 = min { Тисп ; ТпрОГ }°'8 = min { 14,39 ; 3}°'8 = 3 °'8 = 2,408.3.

По формуле (15) находим суммарное эквивалентное количество АХОВmэ = 20 К4К5 (К2К3К6К7 mо/рж)1=20*1*1*(0,052*1*1*1,375*1*30/1,553++0,025*0,04*1,279*1*150/0,681+0,007*2,408*0,4*200/0,806) = 60т.4.По таблице 13 находим глубину зоны зараженияГоб = 52,67 +(65,23-52,67)*(60-50)/(70-50) = 59 км5.По формуле (8) определяем глубину переноса переднего фронта облакаГп= ТпрОГ Vn =3*5=15 км.6.По формуле (9) определяем окончательную глубину зоныГок = min { Гоб; Гп) = min { 59; 15} = 15 км.7.

По формуле (10) определяем площадь зоны возможного зараженияSB = 8,73* 10'3* Гок 2* ф =8,73* 10'3* 15 2* 180 = 353,57 км28.По формуле (11) определяем время формирования зоныТФ = ГОК /Vn =15/5=3 час.9.По формуле (12) определяем минимальное из времѐн = min { Тф; Тпрог} = min { 3; 3} = 3 час10.По формуле (13) определяем площадь зоны фактического зараженияSФ = К8 Гок 2 е°'2 = 0,081*15 2 * 3 0,2 =22,7 км 211.По формуле (14) определяем время подхода облака к заданному рубежуt = X/Vn = 18 / 5 = 3,6 час = 3 час 36 мин12.Продолжительность аварии определяется наибольшим временем испарения АХОВ(нитрил акриловой кислоты) и составляет 14 час 23 мин.Рекомендуемые контрольные вопросы:Кафедра защиты в ЧС и гражданской обороныПрогнозирование обстановки при авариях на Х О О10Химическая обстановка и метод ее прогнозирования.Понятие эквивалентного количества АХОВ.Исходные данные при прогнозировании последствий ЧС на ХОО.Учет влияния условий хранения, определяющих характер разлива.Коэффициенты, используемые при расчете.Последовательность расчет глубины зоны заражения.Определение площади зоны заражения.

Зона возможного заражения. Зона фактического заражения. Продолжительность заражения.Допущения при прогнозе обстановки при разрушении ХОО.1.5. Приложение:ТАБЛИЦЫ ДЛЯ РАСЧЕТОВ.Таблица 13. Глубины зон возможного заражения АХОВ, кмСк-стьЭквивалентное количество АХОВ , тветрам/с0.01 0.05 0.10.51351020305010.38 0.85 1.25 3.16 4.75 9.18 12.5319.20 29.56 38.13 52.6720.26 0.59 0.84 1.92 2.84 5.35 7.2010.84 16.44 21.02 28.7330.22 0.48 0.68 1.53 2.17 3.99 5.347.9611.94 15.18 20.5940.19 0.42 0.59 1.33 1.88 3.28 4.366.469.6212.18 16.4350.17 0.38 0.53 1.19 1.68 2.91 3.755.538.1910.33 13.8860.15 0.34 0.48 1.09 1.53 2.66 3.434.887.209.0612.1470.14 0.32 0.45 1.00 1.42 2.46 3.174.496.488.1410.8780.13 0.30 0.42 0.94 1.33 2.30 2.974.205.927.429.9090.12 0.28 0.40 0.88 1.25 2.17 2.803.965.606.869.12100.12 0.26 0.38 0.84 1.19 2.06 2.663.765.316.508.50110.11 0.25 0.36 0.80 1.13 1.96 2.533.585.066.208.01120.11 0.24 0.34 0.76 1.08 1.88 2.423.434.855.947.67130.10 0.23 0.33 0.74 1.04 1.80 2.373.294.665.707.37140.10 0.22 0.32 0.71 1.00 1.74 2.243.174.495.507.10150.10 0.22 0.31 0.69 0.97 1.68 2.173.074.345.316.86Примечания: 1.При скорости ветра более 15 м/с используют значение для 15 м/с.2.При скорости ветра менее 1 м/с используют значение для 1 м/с.7065.2335.3525.2120.0516.8914.7913.1711.9811.0310.239.619.078.728.408.1110081.9144.0931.3024.8020.8218.1316.1714.6813.5012.5411.7411.0610.4810.049.70300166.087.7961.4748.1840.1134.6730.7327.7525.3923.4921.9120.5819.4518.4617.60500231.0121.084.5065.9254.6747.0941.6337.4934.2431.6129.4427.6126.0424.6923.501000363.0189.0130.0101.083.6071.7063.1656.7051.6047.5344.1541.3038.9036.8134.98Таблица 14.