Прогнозирование масштабов заражения АХОВ при авариях на ХОО

Прогнозирование масштабов заражения АХОВ при авариях на ХОО и транспорте Преподаватель – Станкевич Татьяна Сергеевна

Литература РД 52. 04. 253 -90. «Методика прогнозирования масштабов заражения СДЯВ при авариях (разрушениях) на ХОО и транспорте» (Утв. НГО СССР и Председателем Госкомгидромета СССР 23. 03. 1990 г. )

Условия задачи Произошла разгерметизация ёмкости с АХОВ – хлор, массой 30 т. Хранение – в изотермическом контейнере, при нормальном атмосферном давлении; Степень вертикальной устойчивости воздуха – инверсия. Время аварии – 12. 40. Температура воздуха + 150 С; ветер: 3000 - 1 м/с. Городская застройка – в 2 км от хранилища. Оценить обстановку на 14. 00.

Принятые допущения: 1. ёмкости с АХОВ разрушаются полностью; 2. толщина слоя жидкости АХОВ (h), разлившейся свободно на подстилающей поверхности, принимается равной 0, 05 м по всей площади разлива; 3. для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку, толщина слоя жидкости определяется из соотношений: h = H – 0. 2, где H – высота поддона (обвалования), м.

Прогнозирование глубин зон заражения АХОВ 1. Определение эквивалентного количества вещества по первичному облаку (т): Qэ1 = K 1 * K 3 * K 5 * K 7 * Q 0 где К 1 – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ – таблица 1. 1; К 3 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ – таблица 1. 1;

К 5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (для инверсии – 1, для изотермии – 0, 23, для конвекции – 0, 08); К 7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха – таблица 1. 1; Q 0 – количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т.

Таблица 1. 1 Характеристики АХОВ и вспомогательные коэффициенты для определения глубин зон заражения АХОВ K 1 K 3 K 7 (газ / жидкость) Для -40 Для -20 Для 0 0 С 0 С 0 С Для 20 0 С Для 40 0 С 1. Аммиак 1. 1. хранение под давлением 0, 18 0, 04 0 0, 9 0, 3 1 0, 6 1 1, 4 1 1. 2. изотермическое 0, 01 хранение 0, 04 0 0, 9 1 1 1 1 1, 0 0 0, 9 0, 3 1 0, 6 1 1, 4 1 2. Хлор 0, 18 В числителе значения К 7 – для первичного облака, в знаменателе – для вторичного. Значение К 1 для изотермического хранения аммиака приведено для случая разливов (выбросов) в поддон.

2. Определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку (в тоннах) рассчитывается по формуле: Qэ2 = (1 - К 1)*К 2*К 3*К 4*К 5*К 6*К 7*Q 0 / (h*d) где К 2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (таблица 1. 2); К 4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра (таблица 1. 3); К 6 – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии N.

Таблица 1. 2 Вспомогательные коэффициенты для определения глубин зон заражения АХОВ K 2 1. Аммиак 1. 1. хранение под давлением 0, 025 1. 2. изотермическое хранение 0, 025 2. Хлор 0, 052

Таблица 1. 3 Значение коэффициента К 4 в зависимости от скорости ветра Скорость ветра, м/с К 4 1 1 2 1, 33 3 1, 67 4 2, 0 5 2, 34 6 2, 67 7 3, 0 8 3, 34 9 3, 67 10 4, 0 15 5, 68

Значение коэффициента К 6 определяется после расчета продолжительности испарения вещества Т по формуле: Т = (h*d) / K 2*K 4*K 7 где h – толщина слоя АХОВ, м; d – плотность АХОВ , т/куб. м. (таблица 1. 4); K 6 = N 0, 8 при N < T; K 6 = T 0, 8 при N > T; при T < 1 часа К 6 принимается для 1 часа.

Таблица 1. 4 Характеристика АХОВ Плотность слоя, т/кб. м Газ Жидкость 1. 1. хранение под давлением 0, 0008 0, 681 1. 2. изотермическое хранение - 0, 681 0, 0032 1, 553 1. Аммиак 2. Хлор Плотности газообразных АХОВ в графе 2 приведены для атмосферного давления; при давлении в ёмкости, отличном от атмосферного, плотности газообразных АХОВ определяются путём умножения данных графы 2 на значения давления в кгс/см 2.

3. Расчет глубины зоны заражения при аварии на ХОО Полная глубина зоны заражения Г (км), обусловленной действием первичного и вторичного облака АХОВ, определяется по формуле: Г = Г 1 + 0. 5 Г 2 (Г 1 и Г 2 выбираются из таблицы 1. 5 «Глубины зон возможного заражения АХОВ, км» ).

Значение глубины зоны Г сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Гп, определяемым по формуле: Гп = NV где N – время от начала аварии, ч; V – скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч (из табл. 1. 6). За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Таблица 1. 6 Скорость переноса переднего фронта облака ЗВ в зависимости от скорости ветра Скорость 1 ветра, м/с Скорость переноса, км/ч 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 59 65 71 76 82 88 инверсия 5 10 16 21 изотермия 6 12 18 24 29 35 41 47 53 конвекция 7 14 21 28

4. Определение площади зоны возможного и фактического заражения Площадь зоны возможного (вторичным) облаком АХОВ: заражения SB = 8, 72*10 -3*Г 2* где SB – площадь ЗВЗ АХОВ, кв. км; Г – глубина зоны заражения, км; – угловые размеры ЗВЗ (таблица 1. 7). (ЗВЗ) первичным

Таблица 1. 7 Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ в зависимости от скорости ветра Скорость ветра, м/с <0. 5 0. 6 -1 1. 1 -2 >2 φ, град. 360 180 90 45

Площадь зоны фактического заражения (ЗФЗ): Sф = К 8*Г 2*N 0. 2 где К 8 – коэффициент зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха и принимается: при инверсии – 0, 081; при изотермии – 0, 133; при конвекции – 0, 295; N – время, прошедшее после аварии, ч.

5. Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту Время подхода облака АХОВ к заданному объекту зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле: t = x / V где x – расстояние от источника заражения до заданного объекта, км; V – скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха (км/ч) зависит от скорости ветра в приземном слое и степени вертикальной устойчивости воздуха.

6. Определение продолжительности поражающего действия АХОВ Продолжительность поражающего действия АХОВ определяется временем его испарения с площади разлива. Время испарения АХОВ с площади разлива (в часах) определяется по формуле: T = (h*d) / (K 2*K 4*K 7) где h – толщина слоя АХОВ , м; d – плотность АХОВ, т/куб. м (табл. 1. 4).

7. Порядок нанесения зон заражения на схему ЗВЗ облаком АХОВ на схеме может иметь форму окружности, полуокружности или сектора, имеющими угловые размеры и радиус, равный глубине заражения Г. Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником заражения. Вид зон возможного заражения в зависимости от скорости ветра (U): U < 0, 5 м/с - 3600 U = 0, 6 – 1 м/с - 1800 U = 1, 1 – 2 м/с - 900 U > 2, 1 м/с - 450

Результаты расчета примера: 1) K 1 = 0, 18 K 3 = 1, 0 K 5 = 1 (для инверсии) K 7 = 0, 9 Q 0 = 30 т = 30 000 кг. Qэ1= 4, 86 т 2) К 1 =0, 18 К 2 =0, 052 К 3 =1, 0 К 4 =1 К 5 = 1 (для инверсии) К 7 = 1 Q 0 = 30 т h = 0, 05 м d = 1, 553 т/кб. м для жид-сти; 0, 0062 для газа

Результаты расчета примера: N=1, 33 T=1, 49 ч K 6=1, 256 Qэ2= 20, 69 т 3) Г 1=12, 3 Г 2=30, 16 Г пр=1, 33*5=6, 7 Г=12, 3+0, 5*30, 16=27, 37

Результаты расчета примера: 4) Г=6, 65 =300 SB =8, 72*6, 65*300/1000=115, 69 кв. км 5) К 8=0, 081 Г 2=44, 22 N 0. 2 = 1, 06 Sф = 0, 081*44, 22*1, 06=3, 8 кв. км 6) x= 2 км V= 5 км/ч t= 2/5=0, 4 ч

Результаты расчета примера: 7) В зоне поражения могут оказаться 280 человек. Без противогазов и открыто / ПГ и в простейших укрытиях: легкой степени – 25 %; средней и тяжелой степени – 40 %; со смертельным исходом – 35 %.