Методика оценки последствий аварийных вызовов топливно-воздушных смесей

 

       

        0,2 
 

        0,1

        2        4     6       10      20      40         10²         2·10²     3·10² 

                                                            P, кПа 

Рис.2. Р- I диаграмма для оценки уровня разрушения промышленных зданий:

1 – граница  минимальных разрушений; 2 – граница значительных повреждений; 3 - разрушение зданий (50÷79% стен разрушено).

      Оценка  поражающего действия ударной волны  на различные объекты может быть проведена по данным табл.6 [5].

      Оценка  радиусов зон различной степени  поражения ударной волной людей и повреждений промышленных зданий в соответствии с табл.1 осуществляется путем определения расстояния от эпицентра аварии (центра облака ТВС), на котором избыточное давление ударной волны соответствует определенному уровню поражения.

      Необходимо  отметить, что достаточно часто в связи с небольшим энергетическим потенциалом ТВС избыточное давление ударной волны невелико. В этих случаях за величину зоны смертельного поражения человека можно принимать радиус облака ТВС, который можно определить по величине объема облака ТВС – уравнение (5). 
 
 
 

      Оценка  вероятности повреждений  промышленных зданий

      от  взрыва облака ТВС

       

      Вероятность повреждений стен промышленных зданий, при которых возможно восстановление зданий без их сноса оценивается  по соотношению

                                                    

                                                          (26)

      Фактор  V₁ рассчитывается с учетом перепада давления в волне и импульса статического давления по формуле

                                                 

                                        (27)

      В табл.6 представлены возможные результаты воздействия УВВ на различные  объекты.

Таблица 6 - Оценка поражающего действия УВВ на объекты по давлению

Объект	Давление, кПа, соответствующее степени разрушения
	полное	сильное	среднее	слабое
Жилые и промышленные здания
Кирпичные многоэтажные Кирпичные малоэтажные Деревянные Промышленные  здания с тяжелым металлическим  и железобетонным каркасом Промышленные  здания бескаркасной конструкции и легким металлическим каркасом	30 – 40 35 - 45 20 –  30    60 –  100      60 - 80	20 – 30 25 –  35 12 - 20    50 –  60      40 - 50	10 – 20 15 –  25 8 - 12    40 –  50      30 - 40	8 – 10 8 – 15 6 - 8    20 –  40      20 - 30
Сооружения  и сети коммунального  хозяйства, энергетики, связи
Тепловые  электростанции Котельные Подземные сети (водопровод, канализация, газ) Трубопроводы  наземные Трубопроводы  на эстакадах	25 – 40 35 - 45    1500 130 40 –  50	20 – 25 25 –  35  1000 - 1500 50 30 –  40	15 – 20 15 –  25  600 - 1000 20 20 –  30	10 – 15 10 –  15  400 - 600 - -

Продолжение таблицы 6

Объект	Давление, кПа, соответствующее степени разрушения
	полное	сильное	среднее	слабое
Смотровые колодцы Трансформаторные  подстанции Водонапорные  башни Высоковольтные  линии электропередач	1500  100 70  120 - 200	1000  40 –  60 40 –  60  80 - 120	300  20 –  40 20 –  40  50 - 70	200  10 –  20 10 –  20  20 - 40
Сооружения  транспорта
Металлические и ж/б мосты пролетом до 50 м Ж/д пути Силовые линии  электрофицированных ж/д	250 – 300 400  120	200 – 250 250  100	150 - 200 175  60	100 – 150 125  40
Транспорт, подвижная техника, хранилища
Тепловозы с массой до 50 т Вагоны товарные деревянные Цистерны Цельнометаллические вагоны Пожарные машины Резервуары и  емкости стальные наземные Газгольдеры и хранилища ГСМ и химических веществ Частично заглубленные резервуары для хранения нефтепродуктов Подземные резервуары	90  40 80  150 70  90  40    100 200	70  35 70  90 50  80  35    75 150	50  30 50  60 35  55  25    40 75	40  15 30  35 10  35  20    20 40

 
 

      Вероятность разрушений промышленных зданий, при  которых здания подлежат сносу, оценивается  по соотношению

                                               

                                                           (28)

      В этом случае фактор V₂ рассчитывается по формуле

                                                

                                        (29) 

      Оценка  вероятности поражения  людей при взрыве облака ТВС 

      Вероятность длительной потери управляемости у людей (состояние нокдауна), попавших в зону действия ударной волны при взрыве облака ТВС, оценивается по формуле

                                                             

                                                 (30)

      Фактор V₃ рассчитывается по формуле

                                                             

                                                  (31)                 

      Безразмерное  давление и безразмерный импульс  задаются выражениями:

                                        

  и ,                                      (32)

где m – масса тела живого организма, кг.

      На  рис.3 представлена Р- I диаграмма, соответствующая различным значениям вероятности поражения людей, попавших в зону действия взрыва l,%.

      Вероятность разрыва барабанных перепонок у  людей от уровня перепада давления в воздушной волне определяется по формуле

                                                 

                                                  (33)

      Экспресс-оценку указанного поражения человека можно  осуществить с помощью рис.4 [5]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    10²        99 

      90 l,% 

 50 

 10 1

    10¹ 
 
 
 

                        Опасная зона

                                                     Нижний предел 

    10⁰ 

                              Условно безопасная зона 
 
 
 
 
 

      10^-1         10⁰       10¹   10²          10³ 

                        

Рис.3 - Р- I диаграмма для экспресс-оценки поражения людей от взрыва ТВС

(поражение органов дыхания человека).

     l,% 98

  95

       

  90

       80

  

  70

  50 

  30 
 

  10

         5 

  1 

                  2      4       6                  10⁵      2                      4       6

     DR,Па

            Рис.4 - Вероятность разрыва барабанной перепонки человека. 

      Вероятность отброса людей волной давления оценивается  по формуле 

                                              

                                                               (34)

      Здесь фактор V₅ рассчитывается из соотношения

                                              

                                   (35)

      Связь функции Рr_i с вероятностью той или иной степени поражения находится по табл.7.

Таблица 7 - Связь вероятности поражения с функцией «пробит»