Контрольная работа: Общая оценка (статистика) чрезвычайных ситуаций

Указания к решению задачи

1. При длительном истечении СУГ из отверстия в цистерне (резервуаре), расположенного ниже уровня сжиженного вещества, масса газа МГ в облаке ГВС может быть определена по формуле:

кг,

где сЖ - плотность жидкой фазы СУГ, кг/м3;

S0 - площадь сечения отверстия, м2;

Р - давление в цистерне, Па;

Ра - атмосферное давление, Па (для нормальных условий 1,01?105 Па);

g = 9,81 - ускорение свободного падения, м/с2;

Н - высота столба жидкой фазы (диаметр котла цистерны), м.

2. Взрывоопасная зона представляет собой территорию с радиусом RНКПР ограничивающим область концентраций ГВС, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (CНКПР). Определяется для наиболее опасного варианта - в неподвижной воздушной среде на открытом пространстве по формуле:

где МГ - масса газа, поступившего в окружающее пространство (масса газа в облаке ТВС), кг;

CНКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени, % (по объёму);

сП - плотность паров СУГ, кг/м3.

3. Для ориентировочных расчётов радиус взрывоопасной зоны допускается определять по упрощенной формуле:

.

4. Избыточное давление взрыва во фронте ударной волны при сгорании газо-воздушной смеси - ДР, кПа, определяется по рисунку приложения 6, в зависимости от относительной величины расстояния до контрольной точки:

где L - расстояние до места взрыва (аварийной цистерны), м;

МГ - масса газа в облаке, т.

5. Найденное значение ДР, кПа, сравнить с характерными уровнями поражения людей и степенью повреждения зданий по приложениям 7 и 8. Сделать соответствующие выводы.

Задача 3

При проведении маневровых работ на станции произошёл сход и опрокидывание железнодорожной цистерны объёмом VЦ. с легковоспламеняющейся жидкостью (ЛВЖ).

Определить размер (радиус) взрывоопасной зоны и избыточное давление в расчётной точке ДР при взрыве топливно-воздушной смеси (ТВС) в случае полного разлива перевозимого груза.

Оценить уровень поражения людей и степень повреждения сооружений наливной эстакады, находящихся на расстоянии L от центра взрыва (от цистерны).

Исходные данные для расчета принять по варианту, номер которого совпадает с предпоследней цифрой учебного шифра. Недостающие данные определить по справочным материалам приложения 9.

Указания к решению задачи

Размер взрывоопасной зоны при проливе ЛВЖ определяется по формуле:

где РН - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре tр, кПа;

Т - расчётная продолжительность поступления паров ЛВЖ в окружающее пространство (принимается равной времени полного испарения жидкости, но не более 14400 с.);

- плотность паров ЛВЖ, кг/м3;

МР - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время испарения, кг;

CНКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени, % (по объёму) (определяется по приложению 9).

Отдельные параметры в формуле для расчёта определяются следующим образом.

* Давление насыщенных паров РН , кПа, равно:

где А, В, СА - константы уравнения Антуана, определяемые по приложению 9;

tр - расчётная температура воздуха, 0С, (задаётся в исходных данных).

* Расчётная продолжительность Т поступления паров ЛВЖ в окружающее пространство определяется по формуле:

где М - масса всего количества пролитой ЛВЖ, кг;

- площадь разлива нефтепродуктов, м2;

- интенсивность испарения, кг/(с?м2).

В свою очередь:

- масса пролитой жидкости М = сж ? VЦ ? о, где сж - плотность ЛВЖ, кг/м3 (определяется по приложению 9);

- площадь разлива зависит от объёма вытекшей жидкости, условий растекания (в низине, на ровной поверхности, на возвышенности) и для ориентировочных расчетов принимается равной SP = 8?M, где масса М берётся в тоннах;

- интенсивность испарения определяется по формуле:

где ММ - молярная масса, кг/кмоль (определяется по приложению 9);

з - коэффициент, учитывающий метеоусловия при испарении ЛВЖ, определяется из таблицы:

* Плотность паров ЛВЖ кг/м3, определяется по формуле:

где - мольный объём, равный 22,413 м3?кмоль-1.

* Масса МР, кг, паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время испарения, определяется по формуле:

3. Величина избыточного давления , кПа, на фронте ударной волны при сгорании ТВС может быть определена по формуле:

где L - расстояние от центра облака ТВС до контрольной точки, м, (принимается по исходным данным);

Ра - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

МПР - приведенная масса паров ЛВЖ, кг,:

где QСГ - удельная теплота сгорания, кДж/кг (определяется по приложению 9);

Q0 - константа, равная 4520 кДж/кг;

Z - коэффициент участия горючего во взрыве, который допускается принимать равным 0,1.

4. Найденное значение ДР, кПа, сравнить с характерными уровнями поражения людей и степенью повреждения сооружений по приложениям 7 и 8. Сделать соответствующие выводы.

Задача 4

При проведении маневровых работ на сортировочной станции произошло столкновение цистерны с ЛВЖ и цистерны содержащей СУГ (пропан). В результате столкновения цистерна с ЛВЖ получила пробоину площадью S0 , из которой начал вытекать продукт. Через ф минут произошло воспламенение ЛВЖ. В результате теплового воздействия пожара пролива произошёл разрыв цистерны с СУГ, мгновенное вскипание и воспламенение её содержимого с образованием огненного шара в виде крупномасштабного диффузионного горения.

Произвести оценку состояния пожарной обстановки на станции. Исходные данные для оценки принять по варианту, номер которого совпадает с предпоследней цифрой учебного шифра. Недостающие данные определить по справочным материалам приложения 9, 10.

Указания к решению задачи

Определяется расход G, кг/мин, ЛВЖ через пробоину по формуле:

где - плотность ЛВЖ (определяется по приложению 9);

- средняя скорость истечения ЛВЖ, м/с, равная:

где м - коэффициент расхода жидкости, учитывающий сужение струи и трение (принимается м = 0,3 для ЛВЖ);

g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения;

Н - высота столба жидкости в цистерне, которая принимается равной диаметру цистерны с учетом степени её заполнения, м.

Масса МЛВЖ, кг, разлившейся ЛВЖ на любой момент времени от начала аварии определяется зависимостью: М(ф) = G ?ф.

По таблице приложения 10 путем экстраполяции определяется зона опасного воздействия излучения пожара пролива, т.е. зона возможного распространения пожара из условия qкр ? 12,5 кВт/м2.

Масса СУГ в огненном шаре определяется по формуле:

Мош = 0,6?МСУГ,

где МСУГ = ссуг ? . Значение ссуг определяется по приложению 5. Отмечается, что при Мош< 1 т огненный шар не образуется.

5. Радиус огненного шара ,м, и время его существования ,с, зависят от Мош, т, и определяются по формулам:

,

Полагается, что в зоне радиуса огненного шара все горючие материалы воспламеняются.

6. Интенсивность или плотность теплового излучения q , кВт/м2, от огненного шара на расстоянии r вычисляют по формуле

q = Е? ц,

где Е - среднеповерхностная плотность теплового излучения (для огненного шара допускается принимать Е = 450 кВт/м2);

ц - угловой коэффициент облучённости, являющийся геометрической характеристикой взаимного расположения источника теплового излучения и облучаемой поверхности. Для огненного шара коэффициент ц рассчитывается по формуле:

, (8.35)

где r - расстояние до проекции центра огненного шара на поверхность земли, м, (определяется по исходным данным в зависимости от отношения r/Rош).

7. Степень поражения людей тепловым излучением огненных шаров определяется величиной теплового потока q , кВт/м2 и временем облучения Тош, с, т.е. дозой D = q ? Тош , кДж/м2. Дозой смертельного поражения людей при воздействии огненного шара принимается D = 375 кДж/м2.

8. Параметры огненного шара, определенные по выше приведенным формулам, позволяют оценить величину индивидуального риска как вероятность поражения человека тепловым излучением. Для этого необходимо рассчитать величину "пробит"- функции Pr по формуле:

а затем по справочной таблице приложения 11 условную вероятность поражения.

Задача 5

Вблизи здания депо произошел взрыв взрывчатого вещества. Определить параметры воздушной ударной волны у здания депо. Ударная волна направлена перпендикулярно к зданию депо.

Указания к решению задачи

1. Найти массу тротила С, т, эквивалентную массе ВВ (прил. 12)

С= С0 К.

Найти избыточное давление, кПа, на фронте воздушной ударной волны (ВУВ):

.

3. Найти скоростной напор, кПа, для ВУВ:

,

где Ро -- атмосферное давление, кПа.

4. Определить время, с, действия ВУВ:

.

5. Суммарное избыточное давление, кПа, на фронте отраженной волны:

.

Задача 6

Через 2 часа после аварии реактора типа РБМК произошло радиоактивное загрязнение территории объекта. Мощность дозы радиации на это время Рt. Обеспечит ли необходимую степень защиты суточный режим, предусматривающий пребывание в одноэтажных производственных зданиях, в пятиэтажных каменных жилых домах, в автобусах, на открытой местности, если общий срок соблюдения данного режима -- двое суток, а заданная на этот срок доза облучения Dз = 0,5 рад. Соблюдение режима начинается с двух часов после аварии.