Защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций

m= (НТ-НХ) /r X,

где m —доля мгновенно испарившейся жидкости в адиабатическом приближении при температуре Т; Нт — удельная энтальпия жидкости при температуре Т; Нх — удельная энтальпия жидкости в точке кипе­ния при атмосферном давлении; rХ — удельная скрытая теплота паро­образования в точке кипения при атмосферном давлении.

На рис. 8.2 представлены данные о доле мгновенно испарившейся жидкости, полученные по приведенному соотношению.

На втором этапе расчета необходимо с учетом рельефа местности, климатических условий, планировки площадки рассчитать процессы растекания и испарения жидкости, а также рассеивание паров пролитой жидкости. Результатом такого расчета должны быть нанесенные на ситуационный план поля концентраций паров пролитой жидкости. На плане местности отмечают также динамику процесса рассеивания паров, прогнозируют изменение концентрации в различных точках местности по времени. Расчет рассеивания газообразных веществ в атмосфере см. ОНД—86 и ОНД — 90.

При проливах СДЯВ внешние границы заражения определяют по ингаляционной токсодозе. В качестве ее используют среднюю смер­тельную дозу L50, среднюю поражающую, вызывающую поражения ниже легкой степени у 50 % пораженных Е50, среднюю выводящую из строя I 50; среднюю пороговую P50.

Рис. 8.2. Доля мгновенно испа­рившейся жидкости в адиабатическом приближении:

1 — этилен; 2 — пропан; 3—хлор и аммиак; 4 — бутан; tхр —температура хранения

Для характеристики воздейст­вия на людей принимают дозу D вычисляемую для определенной точки,

t

D=S C(t)dt,

0

где C(t) —концентрация СДЯВ в воздухе, соответствующая моменту времени (t); t — время пребывания в данной точке.

В качестве критерия поражающего действия дозы, превышение которой определяет участки территории, соответствующие зоне зара­жения, используют токсодозу, характеризующую степень токсичности яда. Токсодоза различной степени тяжести поражения (L50, I50, E50, P50) при фиксированном времени экспозиции для каждого СДЯВ является постоянной величиной.

Решение задачи турбулентной диффузии СДЯВ для наземных источников может быть представлено в виде:

-1,8y2

D=0,94 k Q e fx2 ,

f3/2ux2

где D—токсодоза СДЯВ; х, у—расстояние по осям Х и Y; Q — количество вещества, перешедшее в первичное или вторичное облако; u — скорость ветра; f — константа, зависящая от вертикальной устойчивости атмосферы; k — параметр, определяемый соотношением u и х (пропорционален х-1/2).

При заданном значении D это соотношение можно рассматривать как уравнение для определения совокупности точек (X, У), образующих изолинию равных значений токсодозы. При прогнозировании разме­ров зоны заражения СДЯВ по токсодозе можно использовать методику РД 52.04.253—90, основанную на вышеприведенном уравнении. По­рядок расчета приведен в приложении 2.2.

Оценка зон воздействия взрывных процессов. Под взрывом принято понимать широкий круг явлений, связанных с выделением за очень короткий промежуток времени большого количества энергии в ограниченном пространстве. Обычно взрывы связаны с превращениями вещества в результате химической реакции или в результате ядерных превращений. На практике чаще других встречаются следующие типы взрывов: свободный воздушный взрыв, наземный (приземный) взрыв, взрыв внутри помещения (внутренний взрыв), а также взрывы больших газообразных облаков в атмосфере.

К свободным воздушным взрывам относят взрывы, происходящие на значительной высоте от поверхности земли, при этом не происходит усиления ударной волны между центром взрыва и объектом за счет отражения. Избыточное давление на фронте и длительность фазы сжатия зависят от энергии взрыва (массы С заряда ВВ), высоты центра взрыва над поверхностью Земли, условий взрыва и расстояния R от эпицентра. Параметры взрыва подчиняются законам подобия согласно следующим соотношениям:

3 3

R2= R1 C2/C1 , j2=j1 C2/C1 ,

где С1 и С2 — массы первого и второго заряда; R1и R2 — расстояния до рассматриваемых точек.

Предыдущее соотношение можно записать в виде

3

R= R/ С *,

где R — приведенное расстояние; С* — тротиловый эквивалент. Для воздушных взрывов на высоте Н из условий подобия имеем

H = H/ 3 C ,

где Н — приведенная высота.

Давление Рф (МПа) для свободно распространяющейся сфериче­ской воздушной ударной волны

Рф =0,084/R+0,27/R2+ 0,7/ R3 ,

в которой вид взрывчатого вещества учитывается тротиловым эквива­лентом.

Для ядерных взрывов величина С представляет тротиловый экви­валент по ударной волне. Если обозначить Сп — полный тротиловый эквивалент, то для свободно распространяющейся в атмосфере ударной волны воздушного взрыва С=0,5Сп, а для наземного и приземного ядерных взрывов С= 2 х 0,5Сп.

Наземные и приземные взрывы. Если взрыв происходит на повер­хности Земли, то воздушная ударная волна от взрыва усиливается за счет отражения.

Рис. 8.3. Волнообразование при воз­душном взрыве:

Э — эпицентр взрыва; П—фронт падающей волны; О — фронт отраженной волны; Г— фронт головной ударной волны; Т—траек­тория тройной точки; А — зона регулярного отражения; Б — зона нерегулярного отражения

Параметры ударной волны рассчитывают по формулам воздушного взрыва, однако величину энергии взрыва удваивают; в случае конденсированных ВВ из­быточное давление взрыва можно рассчитывать по соотношению:

где Ро — атмосферное дашение, МПа; r—расстояние от центра взры­ва; С — мощность заряд;, кг; n — свойства поверхности, на которой происходит взрыв. Значения коэффициента n приведены ниже.