WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 ||

LП h sin LЛ 4,85 0,07 5. Максимальная скорость потока в русле реки при паводке:

h0 h 2,5 4,85 м/с Vmax V0 1,0 2, h0 2, 6. Максимальная скорость потока затопления м/с VЗ 2,10 f 2,100,96 hЗ h hM 4,85 0,6.

h h 4,Пo табл. 2.1 при hЗ h 0,6 и M 2 находим f 0,96.

7. Поражающее действие паводка оцениваем по табл. 2.2.

При значениях м. м/с с кирпичные дома, пирс и hЗ 2,VЗ катер получат средние повреждения, сборные дома будут разрушены полностью.

Выводы и предложения. Для уменьшения потерь и предотвращения ущерба от паводков необходимо поставить дамбу высотой 2,5-3 м на правом берегу реки.

3 Расчет зоны ЧС при гидродинамических авариях Гидродинамическая авария (ГДА) - это чрезвычайная ситуация, связанная с выходом из строя ГТС (плотины) или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, что приводит к значительным разрушениям и затоплению больших территорий.

Разрушение ГТС и плотин происходит в результате действия природных сил, при воздействии человека (диверсии, применение оружия) или вследствие конструктивных дефектов, ошибок в проектировании и при эксплуатации.

Участок реки между двумя соседними ГТС или участок канала между шлюзами называют бьефом (рис. 3.1). Верхний бьеф реки (канала) выше плотины (шлюза), нижний бьеф - ниже плотины (шлюза). Прорыв плотины является начальной фазой ГДА и представляет процесс образования прорана и неуправляемого потока воды от верхнего бьефа к нижнему.

Рис. 3.1. Положение уровней воды в районе ГТС Проран - узкий проток в теле (насыпи) плотины, косе, отмели, через который выходит вода и образует вал у прорыва. Волна прорыва образует фронт волны и гребень.

Исходные данные для опенки зоны ЧС при ГДА:

L - удаленность створа объекта от ГТС, км;

В - размеры прорана;

i - гидравлический уклон ( соответствует превышению в 1 м на i L = 1000 м ) - определяем по карте;

hM - высота места, м (определяем по карте ):

h0 - средняя глубина реки в нижнем бьефе, м;

H0 - высота уровня воды в верхнем бьефе плотины, м.

Оценка обстановки производится в следующей последовательное.

1. Определяем время прихода гребня, ч и фронта волны tгр tфр прорыва (табл. 3.1).

2. Находим высоту hB м. и скорость VB м/с. волны прорыва Ah (3.1) hB ;

Bh L AV (3.2) VB ;

BV L где Ah, Bh, AV, BV - коэффициенты, зависящие от Н0, i и В (табл. 3.2).

3. Вычисляем продолжительность затопления территории объекта, ч:

(3.3) зат tгр tфр hM, h где - коэффициент, зависящий от высоты плотины, гидравлическою уклона и расстояния до объекта (табл. 3.3).

4. Рассчитываем время полного затопления пз, ч:

пз tгр tфр.

5. Определяем степень поражения наземных и причальных сооружений (табл. 3.4).

Таблица 3.Время прихода гребня tгр и фронта tфр волны прорыва к объектам H0 20 м H0 40 м H0 80 м L, i 104 i 103 i 104 i 103 i 104 i км tгр tфр tгр tфр tгр tфр tгр tфр tгр tфр tгр tфр 5 0,2 1,8 0,2 1,2 0,1 2 0,1 1,2 0,1 1,1 0,1 0,10 0,6 4 0,6 2,4 0,3 3 0,3 2 0,2 1,7 0,1 0,20 1,6 7 2 5 1,0 6 1 4 0,5 3 0,4 40 5,0 1,4 4 10 3 10 2 7 1,2 5 1 80 13 30 11 21 8 21 6 14 8 21 3 Пример. На ГТС в результате случайного водоспуска образовался проран. На расстоянии. L = 40 км вниз по течению находится город и судостроительный завод. Высота уровня воды м, высота места H0 i h 2 м. гидравлический уклон проран размером В = 0,5 глубина м реки в нижнем бьефе м. Оценить степень разрушения зданий в h м городе и объектов на заводе (цех, пирс, плавучий кран).

Решение:

1. Определяем время прихода гребня tгр и фронта tфр волны прорыва (табл. 3.1): tгр = 7 ч; tфр, = 2 ч.

Таблица 3.Коэффициенты А и В Значение коэффициентов при уклонах L, i 1104 i км Ah Bh AV BV Ah Bh AV BV 20 100 90 9 7 40 10 16 40 1 280 150 20 9 110 30 32 80 720 286 39 12 300 60 62 20 128 204 11 11 56 51 18 40 0,5 340 332 19 14 124 89 32 80 844 588 34 17 310 166 61 20 140 192 8 21 40 38 15 40 0,25 220 388 13 21 108 74 30 80 880 780 23 21 316 146 61 2. Находим высоту hв, м, и скорость м/с. водны прорыва Vв ;

(табл.3.2).Для В = 0,5, м, / - МО"3 определяем = 124, = 89, H0 40 Ah Bh = 32. = 44.

AV BV м hв 89 м/с.

Vв 3,44 3. Вычисляем продолжительность затопления территории города и завода по формуле (3.3) зат tгр tфр hM.

h Таблица 3.Значение коэффициента Высота плотины в долях от средней глубины реки в нижнем бьефе i L H0 10h0 H0 20hH0,05 15.5 0.1 14.0 0,2 12,5 0,4 11.0 0.8 9.5 10.1.6 8.3 9.Таблица 3.Характеристика разрушений от волны прорыва Сильные Средние Слабые разрушения разрушения разрушения Объект,м,м,м h Vв, м/с h Vв, м/с h Vв, м/с в в в Кирпичные здания 4 2,5 3 2 2 Корпус цеха 7,5 4 6 1…3 3 1,Пирс- 5 6 3 4 1,5 Плавучий док- 8 2 5 1,5 3 1,Плавучий кран 7 2 5 1,5 2,5 1,Суда до h < 2 м 5 2 4 1,5 2 1,Для определения коэффициента сначала находим i L 1103 410 40 Hдля H0 10h0 i L и 1 по табл. 3.3 определяем.

Hзат 9 7 1 36 ч.

4. Рассчитываем время полного затопления, ч:

пз ч.

t tфр 7 2 пз гр 5. Определение степени поражения наземных и причальных сооружений производится по табл. 3.4.

Выводы. Высота волны прорыва 11 м производит полное разрушение зданий и сооружений в городе и на заводе.

4 Расчет зоны теплового воздействия при пожарах При пожарах зона ЧС включает зону горения, теплового воздействия, зону задымления.

Зона горения - часть пространства, в которой образуется пламя или огненный шар из продуктов горения.

Зона теплового воздействия - часть пространства, примыкающего к зоне горения, в котором происходит воспламенение или изменение состояния материалов и конструкций и поражающее действие на незащищенных людей.

Размеры зоны теплового воздействия рассчитывают по соотношению, определяющему безопасное расстояние Rбез. м, при заданном уровне интенсивности теплового излучения для человека, объекта, материала и т.д.

QRбез R* ; (4.1) I* M QV Rбез, (4.2) 2 I*tсв где: - коэффициент, характеризующий геометрию очага горения:

0, 2 - если источник излучения (горения) плоский (разлив на поверхности земли или воды, нефти, бензина, ЛВЖ и др.): - если 0,источник излучения объемный (горящее здание, резервуар); - удельная Qтеплота пожара. кДж/м2 с, т.е. количество тепла излучаемого с единицы площади пламени в единицу времени (табл. 4.1); - удельная теплота QV сгорания, кДж/кг, т.е. количество тепла, выделяемого при сгорании 1 кг горючего веществ; М - масса горючего вещества, кг; - время трения св (свечения огненного шара ), с; - коэффициент, учитывающим долю энергии идущий лучистый теплообмен (для древесины =0.4, для нефтепродуктов =0.6); I* - заданная интенсивность теплового излучения. кДж/м2 с – критерий поражения человека, воспламенения материала или их безопасности (табл. 4.2.); R* - приведенный размер очага горения (пожара):

- для горящих зданий R* S L h -- длина стены, h - ( L высота дома). м;

- для штабелей пиленого леса ( hш - высота R* L 3 4 h ш штабеля), м;

- при горении нефтепродуктов в резервуарах, ЛВЖ R* — Dрез:

горючие жидкости R* = 0,8 Dрез. (Dрез - диаметр резервуара), м;

- при разливе горючей жидкости R* = d, d - диаметр разлития (свободное растекание), м:

R* d 25,5V, (4.3) где V- объем жидкости, м;

- при разлитии в поддон R* Lпод - длина поддона, м.

Таблица 4.Теплотехнические характеристики веществ и материалов Скорость Теплота Теплота пожара выгорания сгорания Вещества, материалы, кДж/кг Vвыг кДж/м2 с Qm, кДж/кг QАцетон 0,047 28,4·103 Бензол 0.08 30,5·103 Бензин 0.05 44·103 1780-Керосин 0.05 43·103 Метиловый спирт 0.04 20,9·103 Смесь метана, пропана, бутана 0.65 (40-50) 103 Этиловый спирт 0.03 33,8·103 8200-Древесина 0.015 19·103 Пиломатериалы 0.017 14·103 Мазут 0.013 40·103 Ацетилен - 28,6·103 - Примечание.

Q0 Qm Vвыг.

Пример. Определить безопасные расстояния для человека и близстоящих деревянных зданий от горящего деревянного дома размером 30х20 м. Исходные данные: =260 кДж/м2с (дерево): =0,08; I* =1, QкДж м с для человека): I* =14 кДж/м2с за 10 мин для древесины.

Таблица 4.Предельные (критические) значения теплового излучения для человека и материалов Предельное Время в секундах до того как появляются ожоги (покраснения, значение I*, начинаются болевые ощущения пузыри) кДж/м2 с 1 2 30 1 22 2 18 2.5 4,11 5 8,10,5 6 8 8 13,5 16 Окончание табл. 4.1 2 4.2 15-20 2,5 40 1.5 длительный период (1-2 часа) 1.безопасный I* возгорание древесины ( =15 %) через t=5 мин 17.14 возгорание древесины через t=10 мин возгорание горючих жидкостей веществ с Тс: 300 С (мазут, торф, масло) через i=3 мин 41 возгорание ЛВЖ с Тс>400 С (ацетон, бензол, спирт ) через t=3 мин Решение:

1. Безопасное расстояние для человека составит (формула (4.1 )) 0, 08 м Rбез 30 20 1, 2. Расстояние, на котором может произойти воспламенение дома 0,08 м R 30 20 На этом расстоянии воспламенение дома произойдет через 10 мин.

5 Расчет теплового воздействия при горении ГВС При возгорании облака ГВС образуется огненный шар с радиусом - со временем свечения и интенсивностью теплового излучения I Rош tсв газовой смеси (метан, пропан, бутан, этилен и т.д.) с теплотой сгорания =(40-50) кДж/кг эти параметры определяются по следующим Qm формулам:

м; (5.1) Rош 2,25 M, с; (5.2) tсв 2,76 M, 3 133 M кДж/м2 с. (5.3) I, RФормулы (5.1) - (5.3) справедливы для средней температуры ГВС 1350 К и сферического огненного шара. Преобразование соотношения (5.3) позволит определить радиус теплового воздействия огненною ir.u.: R.

м:

2 133 M (5.4) R, * I где I* - предельная интенсивность теплового излучения кДж/м2 (табл.

4.2); М - масса ГВС. кг.

Величина безопасного (противопожарного) разрыва r, м, равна I Fф r, I* где I* - интенсивность теплового излучения, кДж/м2 с; Fф - площадь факела пламени, м2.

Пример. При аварии из железнодорожной цистерны выброшено бутана. Определить зону теплового воздействия при возгорании об там ГВС.

Решение:

1. Находим время свечения облака ГВС с.

tсв 2,76 25000 2. Радиус зоны тепловою воздействия при / = 4,2 кДж/м2 с (появляются у людей болевые ощущения) 133 250002 м.

R 4, При воздействии на человека теплового излучения более 20 с начинаются болевые ощущения и ожоги.

6 Расчет зоны задымления при пожарах Зона задымления является опасной для человека при содержании оксида углерода свыше 0.2 %. углекислого газа свыше 6 %. кислорода менее 17 %. При наличии в зоне горения аварийных химически опасных веществ (АХОВ), пластмасс, фанеры могут выделяться токсичные продукты: фенол, формальдегид, хлористый водород, цианистый водород, оксиды азота и другие вещества (табл. 6.1).

Скорость дымообразования кг/мл-с, равна скорости выгорания Vвыг Vд (табл. 4.1) с учетом коэффициента дымообразования и показателя Дm токсичности дыма LC и определяется по формуле (6.1) Vд V Дm LC;

выг V E (6.2) Дm ln, l m Emin где: - объем пространства горения, м3; - длина светового луча в дыму, V l м; - масса сгоревшего материала, кг; E0, Emin - освещенность участка m горения без задымления и в дыму, лк.

Таблица 6.Токсические вещества, выделяющиеся при задымлении Токсическое Исходные Смертельно опасные опасные вещество материалы при концентрации через 5 - концентрации через пожаре 10 мин 30 мин % мг/л % мг/л Оксид углерода Каучук, органическое 0,5 6 0,2 2,стекло, винипласт- Хлористый водород Винипласт, 0,3 4,5 0,1 1,каучук, пластикат Фосген Фторопласт 0,005 0,25 0,0026 0,Оксид азота Нигрол, органическое 0,05 1.0 0,01 0,стекло Сероводород Линолеум 0,08 1,1 0,04 0,Сернистый газ Каучук, сера 0,3 8,0 0,04 1,Зона задымления при пожаре имеет форму трапеции (рис. 6.1) Рис. 6.1. Зоны поражающего воздействия на человека при пожаре: 1 - горящее сооружение: 2 - зона теплового воздействия: 3 - зона задымления, Г - ширина зоны горения, м Глубину опасной по токсическом) действию части зоны задымление Г. м. определяют по соотношению m a b 34, (6.3) Г, K1 K2VпD где: т - масса токсичных продуктов горения, кг; D - токсичная доза, мг мин/л; - скорость переноса дыма, равная (1,5 - 2)VB, м/с; - Vп Kкоэффициент шероховатости поверхности: открытая поверхность (1;

степная растительность, сельхозугодий - 2; кустарник, отдельные деревья - 2,5; городская застройка, лес - 3,3); - коэффициент степени Kвертикальной устойчивости атмосферы (инверсия - 1; изотермия - 1,5;

конвекция - 2).

Ширину зоны задымления определяют по формуле В = + 2 В, (6.4) где: - ширина зоны горения, м;

В=0,1Г - при устойчивом ветре (отклонения менее ±6°);

В=0,4Г - при неустойчивом ветре (отклонения более 6°);

а, b- коэффициенты доли массы токсических продуктов в первичном и вторичном облаках (табл. 6.2). При пожаре коэффициенты а и b для всех АХОВ принимают значения: а=1,6=0.

Пример. Определить зону токсического задымления, если при пожаре вскрылась цистерна с хлором и испарилось в атмосферу 300 кг. Местность закрытая (город), состояние атмосферы - инверсия, скорость ветра 1 м/с, ветер устойчивый.

Решение:

1. Выбираем значения показателей, входящих в формулу (6.2):

Dпор =0,6 мг мин/л; D =6 мг мин/л; а=1; K1 3,3 K2 1 Vп ; =1,см м/с.

2. Определяем глубину токсического задымления:

300 1 0 34, м Г 3,3 11,50, 3000 1 0 34, м Г 3,3 11, Таблица 6.Значения токсодоз и коэффициентов а и b Токсическая доза, мг мин/л Коэффициенты АХОВ смертельная пороговая а b Аммиак 60 18 0,2 0.Двуоксид хлора 0,6 0,06 0,07 0.Оксид углерода 60 25 1,Оксид азота 3 1,5 0 0,Сернистый ангидрид 70 1.8 0,2 0.Синильная кислота 2 0.2 0 0,Фосген 6 6,2 0,07 0,Фурфурол 22,5 1,5 0 0,Фенол 22.5 1,5 0 0,Формалин 22,5 1,5 0 0.Хлор 6,0 0,6 0,2 0,7.Варианты расчета Вариант принимать по табл. 7.1. (см. приложение 1) Таблица 7.№ Алфавит варианта 1 А Ж Н У Щ 2 Б З О Ф Э 3 В И П Х Ю 4 Г К Р Ц Я 5 Д Л С Ч 6 Е М Т Ш Учебное издание Прогнозирование чрезвычайных ситуаций природного характера Методические указания к выполнению расчетно-графических заданий по дисциплине «Основы безопасности жизнедеятельности» для студентов специальности 280102 — Безопасность технологических процессов и производств для студентов заочной формы обучения с применением дистанционных технологий Составители: Храмцов Борис Александрович Болотских Татьяна Геннадьевна Юрьев Артем Михайлович Подписано в печать Формат 60x84/16. Усл. печ. л.1,4. Уч.-изд. л..1,5.

Тираж Заказ Цена Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова,

Pages:     | 1 ||










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.