Диссертация (1172945), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Этоприводит к тому, что НbСО очень быстро накапливается в крови даже в случаесравнительно небольшой концентрации СО, находящегося во вдыхаемом воздухе.Процесс образования НbСО нарушает транспорт О2 к тканям организма исдвигает константу диссоциации НbО2 влево, затрудняя отщепление О2 от НbО2.Кислородноеголоданиекарбоксигемоглобинаорганизмазависитувеличивается.исключительноотРеакциядиссоциациипарциальногодавлениякислорода во вдыхаемом воздухе. Например, при вдыхании обычного воздухапериод полураспада НbСО равен 320 мин, при вдыхании чистого кислорода придавлении 1 атм составляет 80 мин и под давлением 3 атм 23 мин [43].Монооксид углерода также обладает прямым повреждающим токсическимдействием на клеточные мембраны и митохондрии, что приводит к нарушениюобмена катехоламинов и аминокислот, а также к стимулированию апоптоза [43].Врезультатеэтогопроцессапроисходитотравлениеорганизма,сопровождающееся головокружением, тошнотой, рвотой, ослаблением зрения ипотерейсознания.Причемфизическиенагрузкизначительноускоряютотравление организма человека.Такиеклиническиепроявленияострогоотравлениячеловека,какголовокружение, головная боль, тошнота и рвота при отравлении легкой степении судороги, потеря сознания, кома и смерть при тяжелых случаях, зависят отконцентрации СО во вдыхаемом воздухе и от времени его экспозиции(воздействия).
В случае тяжелой физической работы легочная вентиляция резкоувеличивается (до порядка 46 л/мин по сравнению с 6-9 л/мин в покое), поэтому,резко возрастает и поглощение СО организмом.Отравление СО считается легким, если содержание карбоксигемоглобина вкрови не превышает 20%; среднетяжелым — до 50%; тяжелым — до 60-70%.
Вслучае содержания карбоксигемоглобина в крови больше 70% наступает быстраясмерть [44].51Влияние парциальной плотности монооксида углерода и длительности еговоздействия на тяжесть интоксикации показано в таблице 1.13 [43].Таблица 1.13 - Концентрации и симптомы при отравлении людей оксидом углерода [43]Концентрация,ДлительностьСодержаниекг/м3воздействияHbСО, %1230,00000625 мин-(11-12)·10-65ч3,80,0000137-8 мин1,6Симптомы отравления4Снижение цветовой и световойчувствительности глазНарушение точности оценкивременных интерваловИзменение биохимических ифизиологических показателейСнижение точности зрительного0,0000313ч-восприятия пространства и ночногозрения0,000033(50-60)·10-60,0000556-8 ч3,5-42ч-5ч-1-3 ч2,1-3,85ч-6ч58ч5-9Уменьшение содержания О2 в кровиСнижение слуха.
Изменения ЭЭГ.Ухудшениевыполненияпсихологических тестовУвеличение латентности периода привосприятии сигналовУменьшение содержания О2 в кровиУвеличение порога зрительноговосприятияПриступы стенокардии при-2,5-3физической нагрузке у больныхишемической болезнью сердца0,000065ч4,76ч-Изменение ЭЭГ и частоты сердечныхсокращений52Продолжение таблицы 1.13Снижениескоростизрительноговосприятия, ухудшение выполнения(80-110)·10-63,5-5 ч7-10психологическихипсихомоторныхтестов, координации мелких точныхдвижений и аналитического мышления0,000221-3 ч6-103ч14Легкая боль в области лбаНарушение работоспособностиБольвобластилба,ощущениядавления на лоб, быстро исчезающие0,000236ч16-20насвежемкожныхвоздухе;расширениекровеносныхснижениесосудов,физическойработоспособности(230-340)·10-65-6 ч23-304ч22-245ч26-270,00034530 мин11,90,000441ч12-2ч20Явные признаки отравления0,000444ч30Тошнота, головная боль, сердцебиение(440-460)·10-61ч15-192ч21-282,5-3 ч-0,00034Головная боль.
Ощущение пульсациив висках. Головокружение.Головная боль у отдельных лицБоли в области лба и затылка,сердцебиениеСильная головная боль, слабость,(460-690)·10-64-5 ч36-40головокружение, туман перед глазами,тошнота и рвота, коллапс0,000551ч14(600-700)·10-615 мин-Головная боль, сердцебиениеСнижение умственной и физическойработоспособностиПервые симптомы отравления.0,000661ч16Возможно выполнение лишь легкойфизической работы53Продолжение таблицы 1.132ч274ч40Тошнота, появление явных симптомовотравленияТошнота, рвота, возможна потерясознанияГоловная боль, первые признаки(800-1000)·10-65 мин-интоксикации, снижениеработоспособностиГоловная боль, общая мышечная20-30 мин-слабость, тошнота; потеритрудоспособности не былоСильная головная боль, слабость,(800-1150)·10-63-4 ч47-53головокружение, туман перед глазами,тошнота, рвота, учащение пульса,коллапс0,0008845 мин-1ч22Головная боль, головокружение,тошнотаПоявление симптомов интоксикацииТошнота, рвота, полная потеря2ч35трудоспособности, возможна потерясознания, коллапс0,00114ч50Судороги, кома, возможна смерть2ч40Выраженная картина отравленияУчащение дыхания и пульса; кома,0,001261,5-3 ч55-60прерываемая судорогами;чейнстоксово дыхание0,00131ч28Тошнота, сердцебиение, головная боль2ч45Тяжелое отравлениеСердцебиение.
Легкое пошатывание,0,0013533 мин-1,5 ч-одышка при легкой мышечной работе,расстройства зрения и слуха2ч-Пульсирующая головная боль,спутанность в мыслях54Окончание таблицы 1.131760 10-620 мин-2ч-Головная боль, головокружение,тошнотаПотеря сознания, коллапсТо же.
Ослабление дыхания и(1800-2300)·10-61-1,5 ч61-64сердечной деятельности. Можетнаступить смерть0,00212-35 мин50Кома, судороги0,0031ч-Смерть(2300-3400)·10-630-45 мин64-680,003525-10 мин-Головная боль, головокружение.30 мин-Рвота, потеря сознания(3400-5700)·10-620-30 мин68-730,00517 мин-Потеря сознания, судороги0,00575-10 мин-Смерть0,014081-3 мин-Потеря сознания, рвота, смертьПотеря сознания, коллапс. Можетнаступить смертьСлабый пульс, замедление и остановкадыхания. СмертьПримечание: - - нет данныхТаким образом, монооксид углерода при его концентрациях, характерныхдля начальной стадии пожара, может привести к чрезвычайно тяжелымпоследствиям для здоровья людей, подлежащих эвакуации или спасению, вплотьдо их гибели.1.5.
Математические модели расчета концентрацийтоксичных газов при пожареОдни из самых опасных факторов пожара это токсичные продукты горения.Эти факторы количественно характеризуются парциальной плотностью (иликонцентрацией) каждого токсичного газа. Парциальная плотность компонентовгазовой среды в помещении является параметром состояния и обозначается как i,55(размерность – кг/м3), где индекс i относится к i-му газу. Сумма парциальныхплотностей всех компонентов газовой среды равна плотности смеси газов [45].Массовой концентрацией i токсичного i-го газа называют отношениепарциальной плотности этого газа i к плотности смеси газов [45], т. е.i i.(1.1)Распространение токсичных газов при пожаре в зданиях и сооруженияхвызвано естественной конвекцией, влиянием работы систем дымоудаления,приточнойвентиляциитермогазодинамическихипожаротушенияусловияхприипроисходитодновременномвсложныхвоздействиивозмущающих течение факторов, таких как, неизотермичность, турбулентность,излучение, продольный и поперечный градиенты давления, сжимаемость,протекание химических реакций, переход ламинарного режима течения втурбулентный и т.д.
[16].Методы расчета концентраций токсичных газов в зданиях и сооруженияхпри пожарах после их реализации в программах для ЭВМ должны обеспечитьполучение надежных результатов при минимальных затратах:- подготовительного времени, что может быть достигнуто упрощениемгеометрии объекта и граничных условий (выбор числа открытых дверей, окон ит.д.);- машинного времени, что достигается увеличением шагов конечноразностной сетки по координатам x, y, z и времени (x, y, z, max)(способы достижения: упрощение геометрии объекта; использование полностьюконсервативных конечно-разностных схем; обоснованный выбор дополнительныхсоотношений (модель турбулентности, модель лучистого теплопереноса и т.д.);оптимизация вычислительного процесса и выбор ограниченного числа сценариевразвития пожара);- времени обработки полученных результатов;- времени оформления отчета.56Можно выделить основные особенности тепломассообменных процессов,происходящих при пожаре в помещении [16]:- термодинамический процесс изменения параметров газовой средыпомещения является практически изобарным, так как разница давления впомещении и в наружном воздухе (в случае отсутствия детонационного горения)меньше примерно 10-20 Па;- скорости потоков газов значительно меньше скорости звука;- тепловые эффекты химических реакций горения вносят основной вклад втепловой режим помещения;- скорости концентрационной диффузии газов в газовой смеси достаточнобольшие, что приводит к необходимости учета процесса турбулентной диффузии.Помимо этого, климатические условия Вьетнама отличаются повышеннойвлажностью воздуха, которую необходимо учитывать при расчете.В турбулентных потоках газовой среды, образующихся при пожаре впомещении, температура, скорость, давление и другие термогазодинамическиепараметры подвержены беспорядочным колебаниям (пульсациям).
Мгновенныезначения локальных параметров газовой смеси, находящейся в помещении, неопределеныоднозначносистемойначальнымиусловиями,ноисходныхсущественноуравнений,зависятотграничнымималыхислучайныхвозмущений [47]. Следовательно, полная постановка задачи должна бытьследующей:- даны распределения вероятностей полей всех параметров в начальныймомент времени по объему помещения;- необходимо найти вероятности реализации полей всех параметров вразличные моменты времени по объему помещения.При таком подходе конкретные задачи пожарной безопасности (например,проверка выполнения условия безопасной эвакуации людей)даже присовременном развитии ЭВМ решить нельзя. Из-за этого используются уравнения,которые менее полно описывают турбулентные течения, такие как, уравнения длярасчета плотности вероятности различных значений параметров [48], уравнения57Навье-Стокса[49]илиуравненияРейнольдса(когдарассматриваютсяосредненные по времени параметры) [49].Решение нестационарных трехмерных нелинейных уравнений НавьеСтокса, в которые входят мгновенные значения параметров потока газа, спомощью прямых численных методов в случае сложных термогазодинамическихусловий пожара по прогнозам специалистов не будет возможным в течениеближайшихдксятилетий,несмотрянаогромныйпрогрессвразвитиибыстродействия ЭВМ [50].Системы вышеуказанных уравнений, описывающих законы сохраненияосредненныхповременипараметровгаза(уравненияРейнольдса)ииспользуемых для расчета динамики ОФП пожара, могут быть практическирешены только с помощью замыкания различными моделями турбулентности(так называемые «моментные» методы).Современные модели турбулентности (k-, k-, алгебраические, модельСмагоринскогои т.д.
[48, 51]) при решении конкретной задачи имеютопределенный набор эмпирических констант моделирования. Поэтому длякаждой модели турбулентности ограничен ряд задач и условий, при которых онаможет давать достоверные результаты [51].Выбор модели турбулентности при учете сложных граничных условийпожара, обусловленных, например, защитой оборудования от тепловоговоздействия пожара, представляет собой особую сложность. Эмпирическиеконстанты, входящие в различные модели турбулентности, еще недостаточносистематизированы даже для широкого круга стационарных безотрывныхтечений. Причем, применение усложненных моделей турбулентности неприводит к повышению точности расчетов [51].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
