Sazykina_V_Tkachuk_A_Zadacha_2_gr_3-DASb-3

Цель работы:
Изучение практических расчетов
основных показателей химической обстановки для определения масштаба и характера заражения, а также для проведения анализа их влияния на функционирование ОЭ и деятельность населения.

Теоретические данные

Исходные данные
Примечания:
АД - аммиак под давлением;
АИ - аммиак при изотермическом хранении;
АГ - сжатый аммиак;
X Г - сжатый хлор;
ХЖ –жидкий хлор;
Ф - жидкий фтор;
ОА - окислы азота;
СА - сернистый ангидрид, жидкий;
ВХ - водород хлористый, жидкий.

Исходные данные
Наименование АХОВ – аммиак под давлением
Основные свойства:
Количество АХОВ 11 тыс. тонн
Высота поддона или обваловки 2,1 м
Метеоданные: ветер южный; скорость – V= 3 м/сек; изотермия,
Восход солнца 8 часов 47 минут
Температура воздуха t= 20 °С; ясно.
Время начала аварии = 7 часов 47 минут
Время от начала аварии = 4 часа

Порядок выполнения расчетов

1. Определение количества эквивалентного вещества по первичному облаку
Эквивалентное количество вещества по первичному облаку (в тоннах) определяется по формуле
QЭ1 = K1K3K5K7Q0
K1 – коэффициент, зависящий от условия хранения АХОВ – прил. 1 (принимаем К1 = 0,01);
K3 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ - прил. 1 (принимаем K3=0,04);
K5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха: принимается равным при инверсии – 1, для изотермии – 0,23, для конвекции – 0,08. Степень вертикальной устойчивости воздуха определяется по прил. 4;
K7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха – прил. 1 (для сжатых газов К7 = 1);
Q0 – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т.

Инверсия – состояние атмосферы, при котором восходящие потоки воздуха отсутствуют, а температура почвы ниже температуры воздуха (обычно ночью, при ясной погоде, слабом ветре), (tп < tв );
Конвекция – состояние атмосферы, при котором сильно развиты восходящие потоки воздуха, а температура поверхности почвы выше температуры воздуха (tп > tв );
Изотермия – такое состояние атмосферы, при котором восходящие потоки воздуха очень слабы, а температура почвы равна температуре воздуха (tп = tв ).
Время суток – ночь (4 часов 59минут)
Скорость ветра – 3 м/с , Ясно
Вертикальная устойчивость воздуха – определяется как ИЗОТЕРМИЯ

Определяем значения для формулы определения эквивалентного количества вещества по первичному облаку
Числитель - значение коэффициента К7 для первичного облака АХОВ; знаменатель - для вторичного облака АХОВ
?Э1 = К1 ∙ К3 ∙ К5 ∙ К7 ∙ ?0 = 0,18 ∙ 0,04 ∙ 0,23 ∙ 0,3 ∙ 11000 = 5,465 т.
QЭ1 = K1K3K5K7Q0
Эквивалентное количество вещества по первичному облаку:

2.Определение времени испарения (продолжительности поражающего действия) аммиака с площади разлива (из обвалования).
Время испарения аммиака с площади разлива:
T = hd / K2K4K7
h – толщина слоя АХОВ при разливе в обваловании (h = 2,1-0,2 = 1,9);
d – плотность жидкого аммиака (d = 0,681);
K2 – коэффициент, зависящий от физических свойств АХОВ
(К2 = 0,025);
K4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра; (так как скорость ветра 0 м/с – К4 = 1,00);
K7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха
(K7 = 0,3 )
Время испарения (продолжительности поражающего действия) аммиака с площади разлива:
T =h*d/(K2*K4*K7)= 1,9*0,681/(0,025*1,00*0,3) = 172,52ч.

3.Определение эквивалентного количества вещества во вторичном облаке.
Эквивалентное количество вещества по вторичному облаку рассчитывается по формуле:
Qэ2 = (1 – К1) * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7 * (Q0 /(h*d) ), т
К1 – 0,18;
K2 - 0.025;
К3 - 0.04;
K4 – 1,00
K5 – при изотермии – 0,23;
К6 - 3,03 (T= 172,52 часа, N=4 часа, т.к. T > N, К6 = 40,8=3,03)
K7 – 1,0 - для вторичного облака (берем знаменатель из таблицы)
Q0 - 11000 т.
h – толщина слоя АХОВ при разливе в обваловании (h = 2,1-0,2 = 1,9)
d – плотность жидкого (d = 0,681)
Эквивалентное количество АХОВ, образующее вторичное облако, равно:
Qэ2 = (1-0,18)*0,025*0,04*1,00*0,23*3,03*1*(11000/(1,9*0,681)) = 4,86 т

4. Расчет глубины зоны заражения при аварии на химически опасном объекте.
Находим (интерполированием) глубину зоны заражения первичным облаком (Г1) для QЭ1 = 5,465 т., а также вторичным облаком (Г2) для QЭ 2 = 4,86 т.
Глубина зоны заражения первичным облаком Г1 = 5.58 км
Глубина зоны заражения вторичным облаком Г2 = 5.25 км
Полная глубина зоны заражения Г (км), определяется по формуле
Г = ГI + 0,5ГII
где ГI = Г1 – наибольший из размеров, ГII = Г2 –наименьший из размеров
Г = 5,58+0,5*5,25 = 8,205 км

Полученное значение Г сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Гп , определяемым по формуле
Гп = Nv
N – время от начала аварии, 4 ч;
V– скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха, 16 км/ч
Таблица 6
Гп = 4*16 = 64 км
Таким образом, Гп = 64 км, Г = 8,205 км.
Гп > Г, поэтому при расчете площади фактического заражения будем принимать Г,
т.к. за окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается минимальная из величин Г и Гп.

5. Определение площади зоны фактического заражения через 4 часа после аварии и площади возможного заражения
1. Площадь зоны возможного заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ:
Sв = 8,72 * 10-3 Г2ῳ
Sв – площадь зоны возможного заражения АХОВ, км2;
Г – глубина зоны заражения, км;
ῳ – угловые размеры зоны возможного заражения, град.
Таблица 7
Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ
Из исходных данных: скорость ветра = 3 м/с , следовательно ῳ = 45
Площадь зоны возможного заражения :
Sв = 8,72*10-3*20,1652*45 = 159,56 км2

2. Площадь зоны фактического заражения через 4 часа после аварии (Sф):
К8 = 0,133 для изотермии (таб.8);
Г – глубина зоны заражения, км, Г = 8,205 км
N - время о т начала аварии – 4 часа
Площадь зоны фактического заражения
Sф = 0,133 * 8,2052 * 40,2= 11,82 км2
Таблица 8

Зона возможного заражения облаком на картах (схемах) ограничена
окружностью, полуокружностью или сектором, имеющим угловые
размеры φ и радиус, равный глубине зоны заражения Г (φ =45, Г= 8,205 км) ;
. Точка «0» соответствует источнику заражения. Биссектриса сектора совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра;
Зона фактического заражения, имеющая форму эллипса, включается в зону возможного заражения. Ввиду возможных перемещений облака под воздействием ветра
фиксированное изображение зоны фактического заражения на
карты (схемы) не наносится;
Так как в исходных данных скорость ветра 3 м/с зона заражения
имеет вид сегмента окружности
Точка "0" соответствует источнику заражения; угол φ =45°;
радиус четверти окружности равен Г=8,205 км;
ось следа облака ориентирована по направлению ветра – на север.
6. Нанесение зон заражения на топографические карты и схемы

Таким образом, так как продолжительность поражающего действия АХОВ, в данном случае – аммиак под давлением.
- равна времени испарения и составляет 172,52 часа, а глубина зоны заражения города 8,205 км, можно сделать вывод, что через 4 часа после аварии облако зараженного воздуха представит опасность для населения, проживающего на удалении 8,205 км от места аварии севернее, из-за южного ветра в 3 м/с, в течение последующих (172,52-4) = 168,52 ч, или 7 суток, с площадью зоны заражения Sф = 11,82 км2. Площадь зоны возможного заражения Sв=159,56 км 2.
7. Вывод

Заблаговременно проводятся следующие мероприятия химической защиты:
Создаются и эксплуатируются системы контроля за химической обстановкой в районах химически
опасных объектов и локальные системы оповещения о химической опасности;
Разрабатываются планы действий по предупреждению и ликвидации химической аварии;
Накапливаются, хранятся и поддерживаются в готовности средства индивидуальной защиты органов дыхания и кожи, приборы химической разведки, дегазирующие вещества;
Поддерживаются в готовности к использованию убежища, обеспечивающие защиту людей от АХОВ;
Принимаются меры по защите продовольствия, пищевого сырья, фуража, источников (запасов) воды от заражения АХОВ;
Проводится подготовка к действиям в условиях химических аварий аварийно-спасательных подразделений и персонала ХОО;
Обеспечивается готовность сил и средств подсистем и звеньев РСЧС, на территории которых находятся химически опасные объекты, к ликвидации последствий химических аварий.

К основным мероприятиям химической защиты относятся:
Обнаружение факта химической аварии и оповещение о ней;
Выявление химической обстановки в зоне химической аварии;
Соблюдение режимов поведения на зараженной территории, норм и правил химической безопасности;
Обеспечение населения, персонала аварийного объекта и участников ликвидации последствий химической аварии средствами индивидуальной защиты органов дыхания и кожи, применение этих средств;
Эвакуация населения при необходимости из зоны аварии и зон возможного химического заражения;
Укрытие населения и персонала в убежищах, обеспечивающих защиту от АХОВ;
Оперативное применение антидотов (противоядий) и средств обработки кожных покровов;
Санитарная обработка населения, персонала и участников ликвидации последствий аварий;
Дегазация аварийного объекта, территории, средств и другого имущества.
Таким образом, уменьшить возможные потери, защитить людей от поражающих факторов аварий на ХОО можно проведением специального комплекса мероприятий. Часть этих мероприятий проводится заблаговременно, другие осуществляются постоянно, а третьи — с возникновением угрозы аварии и с ее началом.

Выбросы аммиака на Горловском химическом концерне в городе Горловка на Украине