Визначення вражаючих факторів НС

Ударна  хвиля — це ділянка сильного стиснення  повітря, розігрітого до декількох  мільйонів градусів, що поширюється  з надзвуковою швидкістю (335 м/с) в усі сторони від центру вибуху.

Найчастіше відбуваються вибухи газо- та паливо-повітряних сумішей (ГПС, ППС).

Характерними  рисами вибухів ГПС, ППС є:

• виникнення різних типів вибухів: детонаційного, дефлаграційного чи комбінованого (найбільш розповсюджений);
• утворення п'яти зон ураження: детонаційної, розсіювання продуктів вибуху, дії УХ, теплового ураження та задимлення;
• залежність потужності вибуху від параметрів середовища, в якому відбувається вибух (температура, швидкість вітру, щільність забудови, рельєф місцевості).

Вихідні дані для розрахунку включають: 

• тип ГПС (ППС), що зберігаються у ємностях;
• маса ГПС (ППС), М, кг;
• тип вибуху;
• відстань між ємністю з ГПС (ППС) та досліджуваним будинком, R, м;
• висота приміщення будинку, Н, м;
• довжина приміщення будинку, L, м;
• ширина приміщення будинку, B, м;
• температура повітря у приміщенні будинку, t_п , °С;
• ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП);
• маса токсичних продуктів горіння, М_т.п.,кг;
• швидкість середнього вітру, v, м/с .

Прогнозування можливих руйнувань та уражень під  час вибуху ГПС (ППС) у відкритому просторі.

 

В осередку вибуху, щодо дії УХ, виділяють три  концентричні зони

Зони  осередку вибуху ГПС (ППС)

1 – детонації, 2 – розсіювання продуктів вибуху, 3 – повітряної ударної хвилі.

 

 

1. Для прогнозування можливих руйнувань та уражень знайти радіуси цих зон та визначити в якій зоні знаходиться досліджуваний будинок.

Радіус зони детонації R₁визначається за залежністю:

, м,

R₁ =17,5∙

=350 м

Радіус зони розсіювання продуктів вибуху,R₂:

,м.

R₂ =1,7∙350=595 м.

 

Радіус зони дії УХ.R₃:

,м.

R₃ =12∙350=4200 м.

2. Визначимо величину надмірного тиску на відстані до досліджуваного об’єкту (будинку).

В межах зони детонації, надмірний  тиск,умовно, приймається постійними дорівнює _кПа.

_{В зоні розсіювання  продуктів вибухунадмірний  тиск визначається за формулою:}

, кПа,

_{∆Р2 = 1300(350 ∕ 500)}

+ 50 = 496 кПа

_{де  R – відстань від центру вибуху до досліджуваного об’єкту (будинку), м.}

_{У зоні дії повітряної УХ, надмірний тиск розраховується за приведеними  нижче формулами.}

_{Для цього попередньо визначається відносна величина:}

_{y = 0,24(500/350) = 0,343}

_{Так як y=0,343 та y£1, то}

,кПа

_{∆Р3 =}

= = =157,22 кПа

_{3. За знайденою величиною надмірного тиску за таблицями 2.1 та 2.2 (Додаток 2). Зроблено висновки щодо ступеня уражень незахищених людей та можливих руйнувань об’єктів.}

_{∆РФ= 157,22 кПа >100 кПа}

Ступінь ураження : Смертельні (незворотні)

Ступінь руйнування : Повне руйнування

 

2.2 Визначення параметрів ударної хвилі при вибуху ППС у приміщенні.

Оскільки  межі приміщення не дають можливості вільно розширюватися продуктам  горіння у замкнутому об’ємі, надмірний  тиск вибуху для пальних речовин, визначається за формулою:

,_кПа,

_{Pmax =900 кПа}

_{Ро = 101 кПа}

_{М = 8000 кг = 8 т}

_{Z = 0,3}

_{Vво = 24∙110∙25∙0,8 = 52800 м³}

_{j = 3}

_{rп(г)  = = = 4,89 кг/м³}

_{Сстх = = = = 3,97}

_{∆ Pmax   = (900-101) = 0,063 кПа}

де Р_maх– максимальний тиск вибуху стехіометричної ГПС (ППС) у замкнутому об’ємі, Р₀–початковийтиск у приміщенні, М – маса ГПС (ППС), що потрапила у приміщення в наслідок аварії, z − коефіцієнт участі пальної речовини у вибуху в приміщенні, V_во − вільний об’єм приміщення, м³, що складає 80% від загального об’єму, j − коефіцієнт негерметичності приміщення та неадіабатичності процесу горіння, r_п(г) − щільність пари (газу), t_п −температура повітря в приміщенні, М_р– молярна маса речовини, г/моль (табл. 2.3 дод.2); С_стх − стехиометрична концентрація газів чи пари, − стехиометричний коефіцієнт кисню в рівнянні реакції горіння, п_с , п_н , п_о, n_г – кількість атомів С, Н, О та галогенів у молекулі пального.

 

2.3 Розрахунок параметрів зон теплового впливу при вибухах ППС

1. Визначимо  радіус вогняної кулі,R_вк,при загоранні хмари ГПС за залежністю:

м,

R_вк = 2,25

= 45м.

_{де М – маса ГПС (ППС), кг.}

_{2. Визначимо час  свічення вогняної  кулі, tвк:}

  с.

t_вк =2,76

= 55,2 с.

3. Визначимо інтенсивність теплового випромінювання,І:

  кДж/м²с,

І =

=  0,21 кДж/м²с.

де R – відстань між ємністю з ГПС (ППС) та об’єктом (людиною).

4. Визначимо тепловий імпульс U вогняної кулі:

,кДж/м²,

U = 0,21∙ 55,2 = 11,592 кДж/м².

5. Визначимо вражаючу дію вогняної кулі на людей за табл. 2.4 та на матеріали за табл. 2.5 Додаток 2 відповідно.

Вражаюча дія на людей:безпечна

Вражаюча дія на матеріали: не призводить до займання, обвуглювання

6. Визначимо безпечний радіус дії теплового випромінювання на людину:

_{Rбезп =}

= 206,3 м.

де І^* -безпечна інтенсивність теплового випромінювання для людини (табл. 2.4 дод.2), кДж/м²с.

 

2.4 Розрахунок характеристик зони токсичного задимлення, що утворюється під час пожеж

Зона  задимлення при пожежі має форму  трапеції (рис. 1)

 

1 – об’єкт, на якому сталася пожежа; 2−  зона теплового впливу; 3− зона  задимлення; В − ширина зони  горіння (дорівнює ширині об’єкту), м,Г – глибина зони задимлення, м , Ш – ширина зони задимлення, м.

Рис. 1. Зони вражаючого впливу на людину під час пожежі

 

1. Визначимо глибину небезпечної за токсичною дією частини зони задимлення Г, м, за співвідношенням:

Г =

= 34,2∙1,18 = 40,50 м.

де К₁ − коефіцієнт шорсткості поверхні (відкрита поверхня − 1); М_т.п. − маса токсичних продуктів горіння, кг; К₂ − коефіцієнт ступеня вертикальної стійкості повітря ( ізотермія − 1,5), w− швидкість переносу переднього фронту диму (табл. 2.6 Додаток.2), км/год; D – порогова токсична доза, мг^.хв/л (табл. 2.7. Додаток.2), прийняти для оксиду вуглецю.

 

2. Визначити ширину зони задимлення Ш, м, за формулою:

,

Ш = 25+2∙(0,4∙Г) = 25+2∙16,2 = 57,4 м.

де DВ – бічне розсіювання. При нестійкому вітрі (V_в<1м/с), DВ =0,4 Г.

3.Висновок: будинок не знаходиться в зонах токсичного задимлення  
Розділ 3.Визначення наслідків радіаційного ураження

3.1 Поняття радіаційного ураження

         Радіаційне ураження — ушкодження органів, тканини або системи органів, спричинене діянням іонізуючого випромінювання .

Радіаційна  аварія-аварія на радіаційно небезпечному об'єкті з викидом радіоактивних речовин або виходом іонізуючих випромінювань у кількостях більше встановлених норм.

Зовнішнє  гамма-опромінення, як і проникаюча радіація, спричиняє у людей і  тварин однакове ураження. При впливі проникаючої радіації організм одержує  дозу за дуже короткий термін — від  десятих частки секунди до секунди, а при зовнішньому опроміненні  доза нагромаджується за час перебування  на забрудненій території нерівномірно. Основну дозу опромінення організм одержує за чотири доби: у першу  добу — до 63 % сумарної дози до повного  розпаду радіоактивних речовин, а за три доби — до 72 % загальної  дози.

Опромінення може бути одноразовим і багаторазовим. Одноразовим вважається опромінення, одержане за перші чотири доби, а  одержане за більше ніж чотири доби вважається багаторазовим.

З 3 по 30 добу нагромаджується від 5 до 35 %, а  з 31 до 90 доби від 5 до 10 % сумарної дози до повного розпаду радіоактивних  речовин.

Такий вплив  опромінення залежить від потужності джерела опромінення, відстані до епіцентру  вибуху, швидкості вітру. Тому особливо важливо організувати захист у перші  чотири доби.

Залежно від  дози опромінення, проникаючої радіації чи радіоактивних речовин загальне зовнішнє гамма-опромінення спричиняє  у людей і тварин гостру променеву  хворобу. Вона може бути від легкого  до надзвичайно важкого ступеня.

Діючи на організм людини, іонізаційні випромінювання виявляють такі особливості: висока руйнівна ефективність поглинутої енергії, навіть мала доза може спричинити глибокі  біологічні зміни в організмі; наявність  прихованого періоду уявного благополуччя (при опроміненнях малими дозами він може бути дуже довгим); випромінювання має генетичний ефект, тобто впливає не тільки на даний організм, а й на його нащадків; різні органи організму мають не однакову чутливість до опромінення: найбільш чутливі кровотворні органи (кістковий мозок, селезінка), щитовидна залоза, статеві й внутрішні органи, молочні залози; вплив опромінення залежить від частоти впливу іонізаційних випромінювань, одноразове опромінення у великій дозі призводить до тяжчих наслідків, ніж багаторазове у невеликих дозах; вплив від малих доз може підсумовуватися чи накопичуватися, це називається комуляцією.

   Вплив на організм іонізуючого опромінення призводить до складаних хімічних, фізичних і біологічних процесів.

 

3.2 Визначеннявпливу вражаючих факторів при аварії з викидом радіоактивно небезпечних речовин

Оцінка  впливу радіоактивного забруднення  на персонал ОЕ і населення.

а)прогнозування  дози опромінення при перебуванні  в ЗРЗ.

Вихідні дані для розрахунків включають:

t_п – час початку опромінення після аварії, год;

Р_п – потужність дози (рівень радіації) в момент початку опромінення, рад/год;

Т – тривалість опромінення, год;

К_осл – коефіцієнт ослаблення дози радіації спорудами

 

1. Визначаємо час кінця опромінення:

.

t_к =3+4 = 7 год.

2. Перераховуємонаявний рівень радіації Р_п на 1 годину після аварії за формулою:

;

Р₁=

= 9,3

де P_п – наявний рівень радіації; К_п – коефіцієнт перерахунку, вибирається з табл. 3.1, Додаток.3 на момент t_п.

3. Знаходимо з таблиці 3.1 додатку 3 коефіцієнт перерахунку К_к на момент t_к і визначити рівень радіації на момент кінця опромінення за формулою:

.

Р_к = 9,3∙0,459 = 4,269 рад/год.

4. Визначимо дозу випромінюванняза співвідношенням:

_{^{Д =}}

_{^{= 3,36685 рад.}}

_{5.Визначмо еквівалентну дозу опромінення (прийняти Q = 1 для гама-випромінювання)}

_{Декв = Д · Q(бер),}

_{Декв = 3,36685∙1= 3,3 бер.}

 

6. За таблицями 3.2 та 3.3 Додатку 3 визначимо тяжкість уражень і можливість радіаційних втрат людей.

_{Тяжкість уражень :відсутня}

_{Можливість радіаційних  втрат людей : 0%}

 

б) розрахунок допустимого часу перебування в  ЗРЗ при заданій дозі випромінювання.

1.Перерахуємо відомий  рівень радіації Р_п на 1 год, за допомогою табл.3.1 Додаток 3:

.

Р₁ = 4/0,645 = 6,2 рад/год.

2. Визначимо значення :

.

= = 0,155