Безкоштовна технічна бібліотека

Аварії та катастрофи на пожежо- та вибухонебезпечних об'єктах економіки. Основи безпечної життєдіяльності

Довідник / Основи безпечної життєдіяльності

Коментарі до статті

До пожежо- та вибухонебезпечних ОЕ належить більшість елементів господарського комплексу країни. Джерелами пожеж та вибухів є: ємності з легкозаймистими, горючими або отруйними речовинами; склади вибухонебезпечних та сильно димящих складів; вибухонебезпечні технологічні установки, комунікації, руйнування яких призводить до пожеж, вибухів та загазованості території; залізниці та ін.

При цьому прогнозуються наслідки:

• витоків газів та поширення токсичних димів;
• пожеж та вибухів у колодязях, цистернах та інших ємностях;
• порушень технологічних процесів, особливо пов'язаних із шкідливими речовинами або небезпечними методами обробки;
• дії кульових блискавок, статичної електрики;
• вибухів пари ЛВГЗ;
• нагрівання та випаровування рідин з ємностей та піддонів;
• розсіювання продуктів горіння у внутрішніх приміщеннях;
• токсичного впливу продуктів горіння та інших реакцій;
• теплової радіації під час пожеж;
• поширення в будівлях полум'я та вогневого потоку в залежності від розташування стін та внутрішнього планування.

Оцінюючи планування території ОЕ визначається вплив щільності і типу забудови можливість виникнення і поширення пожеж і утворення завалів.

Особлива увага звертається на ділянки, де можуть виникнути вторинні фактори, що вражають: насамперед, враховується можливість утворення УВВ при вибуху судин, що працюють під тиском. При цьому розглядається сумарний ефект від впливу динамічного напору та статичного надлишкового тиску.

Більшість пожеж пов'язані з горінням твердих матеріалів, хоча початкова стадія пожежі зазвичай пов'язані з горінням рідких і газоподібних горючих речовин, яких у виробництві предостатньо. Утворення полум'я пов'язане із газоподібним станом речовини. Навіть при горінні твердих або рідких речовин відбувається їх перехід у газоподібний стан. Цей процес переходу для рідких речовин полягає в простому кипінні з випаровуванням у поверхні, а для твердих - з утворенням продуктів досить низької молекулярної маси, здатних випаровуватися з поверхні твердого матеріалу і потрапляти в область полум'я (явище піролізу).

Через вплив так званого світлового імпульсу відбувається загоряння або стійке горіння конкретних матеріалів. Можлива пожежна обстановка оцінюється комплексно з урахуванням впливу ударної хвилі та величини "світлового імпульсу", вогнестійкості споруд, категорії їх пожежо- та вибухонебезпечності.

Відповідно до вимог будівельних норм та правил (СНіП 2.09.01-85) всі будівельні матеріали та конструкції діляться за займистістю на групи:

• вогнетривкі, які під дією вогню або високої температури не спалахують, не тліють і не обвуглюються (камінь, залізобетон, метал);
• важко згоряються матеріали, які під дією вогню і високої температури важко спалахують; тліють або обвуглюються лише за наявності джерела вогню, а за його відсутності горіння або тління припиняється (глиносолом'яні суміші, асфальтобетон);
• згоряються матеріали, які під впливом вогню або високої температури спалахують або тліють (деревина, картон).

Під вогнестійкістю розуміють опір будови вогню, що характеризується групою горючості та межею вогнестійкості (СНиП 2.01.02-85). Найнебезпечнішими є споруди, виконані з матеріалів, що згоряються. Але навіть якщо споруда виконана з вогнетривких матеріалів, вона витримує вплив вогню певний час. Межа вогнестійкості конструкції визначається часом (у годинах), протягом якого не з'являються наскрізні тріщини, сама конструкція не втрачає несучої здатності, не обрушується і не нагрівається до температури вище 200 ° С на протилежному від вогню стороні.

За ступенем вогнестійкості споруди бувають:

• І та ІІ ступеня вогнестійкості - основні конструкції таких споруд виконані з вогнетривких матеріалів;
• III ступеня вогнестійкості - будови з кам'яними стінами та дерев'яними оштукатуреними перекриттями;
• IV ступеня вогнестійкості - дерев'яні оштукатурені будинки;
• V ступеня вогнестійкості – дерев'яні будови.

Згідно з прийнятими нормами всі об'єкти - відповідно до характеру технологічного процесу пожежо- та вибухонебезпеки - ділять на категорії (ГОСТ 12.1.004-91, ОНТП 24-96):

• категорія А (вибухо- та пожежонебезпечні) - горючі гази, ЛВГЗ з температурою спалаху нижче 28°С у кількості, достатній для утворення ТВС та УВВ з надлишковим тиском понад 5 кПа;
• категорія Б (вибухо- та пожежонебезпечні) - горючі пилу, волокна, ЛВГЗ з температурою спалаху вище 28°С у кількості, достатній для утворення вибухонебезпечних ГВП та УВВ з надлишковим тиском понад 5 кПа;
• категорії В1...В4 (пожежонебезпечні) - горючі та важкогорючі матеріали, здатні при взаємодії з водою, киснем повітря або іншими речовинами, тільки горіти;
• категорія Г - негорючі матеріали у гарячому стані, при обробці яких виділяється світлова енергія, іскри чи полум'я;
• категорія Д - підприємства з холодної обробки та зберігання металу та інших негорючих матеріалів.

горіння - хімічна реакція окислення з виділенням великої кількості тепла та світла. Для горіння необхідна наявність палива, окислювача (кисень, хлор, фтор, оксиди азоту, бром) і джерела загоряння (імпульсу).

Горіння може бути гомогенним (вихідні речовини мають однаковий агрегатний стан: горіння газів) або гетерогенним (вихідні речовини мають різні агрегатні стани: тверді або рідкі горючі речовини). Залежно від швидкості поширення полум'я горіння ділять на дефлаграційне (кілька метрів за секунду), вибухове (десятки метрів за секунду) або детонаційне (тисячі метрів за секунду). Пожежі характеризуються дефлаграційним горінням.

Розрізняють три види самоприскорення хімічної реакції горіння: тепловий, ланцюговий та комбінований. Реальні процеси горіння йдуть за комбінованим механізмом самоприскорення (ланцюгово-тепловим).

Процес виникнення горіння має кілька етапів:

• спалах - швидке згоряння горючої суміші без утворення стислих газів;
• загоряння - виникнення горіння під впливом джерела загоряння;
• займання - спалах з появою полум'я;
• самозаймання - явище різкого збільшення швидкості екзотермічної реакції, що призводить до виникнення горіння за відсутності джерела загоряння;
• самозаймання - самозаймання з появою полум'я;
• вибух - надзвичайно швидке хімічне перетворення, що супроводжується виділенням енергії та утворенням стислих газів, здатних зробити механічну роботу.

Залежно від джерела загоряння (імпульсу) процеси самозаймання можна поділити на теплові, мікробіологічні та хімічні.

Основні показники пожежо- та вибухонебезпечності:

Температура спалаху - найнижча температура пального речовини, коли він над його поверхнею утворюються пари (гази), здатні спалахнути від джерела загоряння. Але швидкість їхньої освіти ще недостатня для подальшого горіння. Температура спалаху парів: сірковуглець -45°С, бензин -ЗГС, нафта -2ГС, ацетон -20°С, дихлоретан +8°С, скипидар +32°С, спирт +35°С, гас +45°С, гліцерин + 17б°С. Рідини з температурою спалаху нижче +45 ° С називають легкозаймистими, а вище - пальними.

Температура самозаймання - найнижча температура, коли він відбувається різке збільшення швидкості екзотермічної реакції за відсутності джерела загоряння, що закінчується стійким горінням.

Температура займання. При цій температурі пальне виділяє горючі пари (гази) зі швидкістю, достатньою (після займання речовини) для стійкого горіння. Температурні межі займання - це температури, при яких насичені пари речовини утворюють в даному окислювальному середовищі концентрації, рівні відповідно до нижньої або верхньої межі займання.

Температури спалаху, самозаймання та займання горючих речовин визначаються експериментально або розрахунком (ГОСТ 12.1.044-89); нижня і верхня концентраційна межа - експериментально або керуючись "Розрахунком основних показників пожежо- та вибухонебезпечності речовин та матеріалів".

Пожежно- та вибухонебезпечність ОЕ визначається параметрами пожежонебезпеки та кількістю матеріалів, що використовуються в технологічних процесах, конструктивними особливостями та режимами роботи обладнання, наявністю джерел запалення та умов для швидкого поширення вогню. Поширення пожеж та перетворення їх на суцільні пожежі залежить від щільності забудови, руйнувань та інших факторів.

Пожежонебезпечність речовин характеризується лінійною (см/с) чи масової (г/с) швидкостями горіння, і навіть граничним вмістом кисню. При горінні твердих речовин швидкість надходження летких компонентів безпосередньо пов'язана з інтенсивністю теплообміну в зоні контакту полум'я та твердої поверхні. Масова швидкість вигоряння (г/м²*с) залежить від теплового потоку з поверхні, фізико-хімічних властивостей твердого пального та виражається формулою:

де V - масова швидкість вигоряння матеріалу, г/м²*с; - тепловий потік від зони горіння до твердого пального, кВт/м²; Q-тепловтрати твердого пального в довкілля, кВт/м²; - кількість тепла для утворення летких речовин, кДж/р.

Тепловий потік, що надходить із зони горіння до твердого пального, залежить від енергії, виділеної в процесі горіння, та умов теплообміну на межі горіння та в зоні контакту твердого пального та навколишнього середовища.

Пожежна обстановка та динаміка її розвитку залежать від:

• імпульсу займання;
• пожежної небезпеки ОЕ;
• вогнестійкості конструкції та її елементів;
• щільність забудови в районі пожежі;
• метеоумов, особливо сили та напрямки вітру.

На ОЕ багато технологічних процесів протікають при температурах, що значно перевищують температуру навколишнього середовища. Нагріті поверхні випромінюють потоки променистої енергії, здатні викликати негативні наслідки. Тривалість теплового опромінення людини без відчутних наслідків залежить від величини тепловиділення (Дж/с) її організму. Щоб фізіологічні процеси у людини протікали нормально, теплота, що виділяється в ньому, повинна повністю відводитися в навколишнє середовище. Надлишок зовнішнього теплового випромінювання може призвести до перегріву організму, втрати свідомості, опіку чи смерті. Температура шкіри відбиває реакцію організму вплив термічного чинника. Якщо тепловіддача недостатня, відбувається зростання температури внутрішніх органів (характеризується поняттям " спекотно " ). Теплова енергія, перетворюючись на гарячій поверхні (осередку пожежі) на променисту, передається - як світло - іншому тілу, що має нижчу температуру. Тут промениста енергія поглинається і знову перетворюється на теплову.

Гранична температура повітря, що вдихається, при якій людина ще здатна дихати кілька хвилин без спеціальних засобів захисту, 110°С. Переносність людиною високої температури залежить від вологості та швидкості руху повітря: чим більша вологість, тим менше поту випаровується в одиницю часу, тобто швидше настає перегрів тіла. При температурі навколишнього повітря вище 30 ° С піт не випаровується, а стікає краплями, що різко зменшує тепловіддачу.

Вплив підвищеної температури на деревину:

• 110 ° С - видаляється волога (відбувається сушіння деревини);
• 150 ° C - починається виділення летких продуктів термічного розкладання, змінюється її колір (вона темніє);
• 200°C - те ж, що і при 150°C, але деревина набуває коричневого забарвлення;
• 300°C - значне виділення газоподібних продуктів, здатних до самозаймання, деревина починає тліти;
• 400°C - те, що і при 300°C, проте відбувається самозаймання деревини.

При самостійному горінні в умовах пожежі лінійна швидкість вигоряння деревини для тонких предметів (до 20 мм) близько 1 мм/хв, більш товстих - 0,63 мм/хв.

Важкий бетон при температурі близько 300 ° C набуває рожевого відтінку, при 600 ° С - червонуватий з появою мікротріщин, а при температурі 1000 ° С колір переходить в блідо-сірий, відбувається вигоряння частинок. Через різницю в коефіцієнтах розширення його компонентів ширина тріщин у бетоні досягає 1 мм. Вибухонебезпечне руйнування бетону при пожежі спостерігається в попередньо напружених і тонкостінних елементах, особливо з підвищеним вмістом вологи, при температурі 700...900°С.

Сталеві конструкції при температурі 650°С втрачають несучу здатність, деформуються, змінюють фізичні та хімічні властивості, а при температурі 1400...1500°С - плавляться.

Якщо температура нагрітої поверхні нижче 500°С, то переважає теплове (інфрачервоне) випромінювання, а при температурі вище 500°С є випромінювання інфрачервоного видимого та ультрафіолетового світла. Інфрачервоні промені надають на людину в основному тепловий вплив, що призводить до зменшення кисневої насиченості крові, зниження венозного тиску, порушення діяльності серцево-судинної та нервової систем. Загальна кількість теплоти, поглинена тілом, залежить від площі і властивостей поверхні, що опромінюється, температури джерела випромінювання, відстані до нього.

Для характеристики теплового випромінювання використовується поняття "інтенсивність теплового впливу". Це потужність променистого потоку, що припадає на одиницю поверхні, що опромінюється. Опромінювання з інтенсивністю до 350 Вт/м² не викликає неприємного відчуття, до 1050 Вт/м² - вже за кілька хвилин відчувається як печіння у місці опромінення, і температура шкіри у районі може підвищитися на 10°С. При опроміненні з інтенсивністю до 1400 Вт/м² збільшується частота пульсу, а до 3500 Вт/м² - Вже можливі опіки. Больові відчуття виявляються при температурі шкіри близько 45°С.

Основним параметром, що характеризує вражаючу дію світлового випромінювання, є світловий імпульс "І". Це кількість світлової енергії, що падає за весь час вогняного свічення на 1м.² освітлюваної поверхні, перпендикулярної до напрямку випромінювання. Світловий імпульс вимірюється Дж/м² або ккал/см². Світлове випромінювання викликає опіки відкритих ділянок тіла, ураження очей (тимчасове чи повне), пожежі.

Залежно від величини світлового імпульсу розрізняють опіки різного ступеня.

Опіки 1-го ступеня викликаються світловим імпульсом, рівним 2...4 ккал/см² (84...168 кДж/м²). У цьому спостерігається почервоніння шкірних покривів. Лікування зазвичай не потрібне.

Опіки 2-го ступеня викликаються світловим імпульсом, рівним 5...8 ккал/см² (210...336 кДж/м²). На шкірі утворюються бульбашки, наповнені білою прозорою рідиною. Якщо площа опіку значна, то людина може втратити працездатність і потребуватиме лікування. Одужання може настати навіть за площі опіку до 60% поверхні шкіри.

Опіки 3-го ступеня спостерігаються при величині світлового імпульсу, що дорівнює 9...15 ккал/см². (368...630 кДж/м²). Тоді відбувається омертвіння шкіри з ураженням паросткового шару та утворенням виразок. Потрібне тривале лікування.

Опіки 4-го ступеня мають місце при світловому імпульсі понад 15 ккал/см² (630 кДж/м²). Відбувається омертвіння глибших шарів тканини (підшкірної клітковини, м'язів, сухожиль, кісток).

При поразці значної площі тіла настає смерть. Ступінь опіків ділянок тіла залежить від характеру одягу: його кольору, щільності, товщини та щільності прилягання до тіла.

В атмосфері промениста енергія послаблюється через поглинання або розсіювання світла частинками диму, пилу, крапель вологи, тому враховується ступінь прозорості атмосфери. Світлове випромінювання, що падає на об'єкт, частково поглинається або відображається. Частина випромінювання проходить через прозорі об'єкти: скло вікон пропускає до 90% енергії світлового випромінювання, яке здатне викликати пожежу всередині приміщення через перетворення світлової енергії на теплову. Таким чином, у містах та на ОЕ виникають осередки горіння. Швидкість поширення пожеж у місті залежить від характеру забудови та швидкості вітру. При швидкості вітру близько 6 м/с у місті із цегляними будинками пожежа поширюється зі швидкістю близько 100 м/год; при забудові, що згоряється, - до 300 м/год, а в сільській місцевості понад 900 м/год. При цьому треба враховувати наявність горючих матеріалів навколо будівель (толь, папір, солома, торф, очерет, деревина, нафтопродукти), їх товщину, вміст вологи.

Пожежі є найнебезпечнішим і найпоширенішим лихом. Вони можуть спалахувати у населених пунктах, лісових масивах, на ОЕ, торфорозробках, у районах газо- та нафтовидобутку, на енергетичних комунікаціях, на транспорті, але особливо часто вони виникають через необережне поводження людей з вогнем.

Першорядне значення надається вмінню грамотно реалізувати при гасінні пожежі принципи припинення горіння:

• ізоляція вогнища горіння від окислювачів, зниження їхньої концентрації методом розведення негорючими газами до значення, при якому не може йти процес горіння;
• охолодження осередку горіння;
• інгібування (гальмування) швидкості реакції в полум'ї;
• механічний зрив полум'я впливом вибуху, струменем газу чи води;
• створення умов для вогнеперегородження: наприклад, можна змусити полум'я поширюватися вузькими каналами.

Основним вогнегасним засобом є вода. Це дешево, охолоджує місце горіння, а пар, що утворюється при випаровуванні води, розбавляє палаюче середовище. Вода також механічно впливає на палаючу речовину, тобто зриває полум'я. Об'єм пари, що утворився, в 1700 разів більше обсягу використаної води. Недоцільно гасити водою горючі рідини, оскільки це може значно збільшити площу пожежі, викликати зараження водойм. Небезпечно застосовувати воду при гасінні обладнання, що знаходиться під напругою, - щоб уникнути ураження електричним струмом.

Для гасіння пожеж використовують установки водяного пожежогасіння, пожежні автомобілі або водяні стовбури. Вода в них подається від водопроводів через пожежні гідранти або крани, при цьому має бути забезпечений постійний та достатній тиск води у водопровідній мережі. При гасінні пожеж усередині будівель використовують внутрішні пожежні крани, до яких приєднують пожежні рукави. Для автоматичного водяного пожежогасіння застосовуються спринклерні та дренчерні установки.

Спринклерні установки - це розгалужена, заповнена водою система труб, яка обладнана спринклерними головками, вихідні отвори яких запаяні легкоплавким складом (розрахованим на температуру 72, 93, 141 або! 182°С). При пожежі ці отвори самі розпаюються та зрошують охоронну зону водою.

Дренчерні установки - це система трубопроводів усередині будівлі, на яких встановлені спеціальні головки (дренчери) з діаметром вихідних отворів 8, 10 та 13 мм лопатевого або розеткового типу, здатні оросити до 12 м.² статі. Дренчерний розпилювач з гвинтовими щілинами дає можливість отримати розпилену воду з дрібнішою дисперсією, а при висоті розташування 5,2 м він здатний окропити до 210 м.² статі.

Для гасіння твердих та рідких речовин застосовують піни. Їх вогнегасні властивості визначаються кратністю (відношенням обсягу піни до об'єму її рідкої фази), стійкістю, дисперсністю та в'язкістю. Залежно від умов та способу отримання піна може бути:

• хімічної – це концентрована емульсія окису вуглецю у водному розчині мінеральних солей;
• повітряно-механічної (кратність 5...10), яку одержують з 5%-них водних розчинів піноутворювачів.

При гасінні пожеж газами використовують двоокис вуглецю, азот, аргон, димові чи відпрацьовані гази, пар. Їхня вогнегасна дія заснована на розведенні повітря, тобто на зниженні концентрації кисню. При нульовій температурі та тиску 36 атм. 1 л рідкої вуглекислоти утворює 500 л вуглекислого газу. При гасінні пожеж використовують вуглекислотні вогнегасники (ОУ-5, ОУ-8, УП-2м), якщо до складу молекул палаючої речовини входить кисень, лужні та лужноземельні метали. Газ у вогнегаснику знаходиться під тиском до 60 атм. Для гасіння електроустановок необхідно застосовувати порошкові вогнегасники (ОП-1, ОП-10), заряд яких складається з бікарбонату натрію, тальку та заліза стеараторів, алюмінію.

Гасіння парою застосовують при ліквідації невеликих пожеж на відкритих майданчиках, у закритих апаратах та при обмеженому повітрообміні. Концентрація водяної пари в повітрі має бути близько 35% за обсягом.

Широке застосування у пожежогасінні знайшли вогнегасні склади-інгібітори на основі граничних вуглеводнів, в яких один або кілька атомів заміщені атомами галоїду. Вони ефективно гальмують реакції у полум'ї, проникаючи у нього у вигляді крапель. Низька температура замерзання дозволяє використовувати ці склади за мінусових температур. Застосовують порошкові склади на основі неорганічних солей лужних металів.

Вибухові речовини - це хімічні сполуки або суміші, здатні до швидкого хімічного перетворення з утворенням сильно нагрітих газів, які через розширення та величезний тиск здатні зробити механічну роботу.

Вибухові речовини можна розділити на групи:

• ініціюючі, які мають величезну чутливість до зовнішніх впливів (удар, накол, нагрівання) і використовуються для підриву основного заряду ВР;
• бризантні – менш чутливі до зовнішніх впливів. Вони мають підвищену потужність, підриваються внаслідок детонації;
• метальні – це пороха, основною формою хімічного перетворення яких є горіння. Можуть застосовуватись при підривних роботах.

Характеристики вибухових речовин:

• чутливість до зовнішніх впливів (удар, світло, накол);
• теплота перетворення під час вибуху;
• швидкість детонації;
• бризантність (потужність), що залежить від швидкості детонації;
• фугасність (працездатність).

Часто причиною пожеж та вибухів є утворення паливо-, паро- або пилоповітряних сумішей. Такі вибухи виникають як наслідок руйнування ємностей із газом, комунікацій, агрегатів, трубопроводів чи технологічних ліній. Особливо небезпечними потенційними джерелами вибухів можуть виявитися підприємства високої пожежо- та вибухонебезпечності категорій А та Б [46]. При руйнуванні агрегатів або комунікацій не виключається закінчення газів або зріджених вуглеводневих продуктів, що призводить до утворення вибухо- або пожежонебезпечної суміші. Вибух такої суміші відбувається за певної концентрації газу в повітрі. Наприклад, якщо в 1 м³ повітря міститься 21 л пропану, то можливий вибух, якщо 95 л – спалах.

Значна кількість аварій пов'язана з розрядами статичної електрики. Однією з причин цього є електризація рідин та сипких речовин при їх транспортуванні трубопроводами, коли напруженість електричного поля може досягти величини 30 кВ/см. Необхідно враховувати, що різниця потенціалів між тілом людини та металевими частинами обладнання може досягати десятків кіловольт.

Сильним вибухам пилоповітряної суміші (ПлВС) зазвичай передують локальні бавовни всередині обладнання, при яких пил переходить у зважений стан з утворенням вибухонебезпечної концентрації. Тому в закритих апаратах необхідно створювати інертне середовище, забезпечувати достатню міцність апарату та наявність протиаварійного захисту. До 90% аварій пов'язано з вибухом парогазових сумішей (ПрГС), при цьому до 60% таких вибухів відбувається у закритій апаратурі та трубопроводах.

Ацетилен у певних умовах здатний до вибухового розкладання за відсутності окислювачів. Виділяється енергії (8,7 МДж/кг) достатньо для розігріву продуктів реакції до температури 2800°С. При вибуху швидкість поширення полум'я сягає кількох метрів на секунду. Але для ацетилену можливий варіант, коли частина газів згоряє, а решта стискається та детонує. У цьому випадку тиск може зрости у сотні разів. Температура самозаймання ацетилену залежить від його тиску (табл. 3.1).

Таблиця 3.1. Температура самозаймання ацетилену

Найбільш небезпечні в експлуатації апарати та трубопроводи високого тиску ацетилену (0,15-2,5 МПа), так як при випадкових перегрів може виникнути вибух, що переходить при великій довжині трубопроводу в детонацію. Максимальна швидкість поширення полум'я при горінні ацетилено-повітряної суміші, що містить ацетилену 9,4% (про), дорівнює 1,69 м/с. Суміш ацетилену з хлором та іншими окислювачами може вибухати під впливом джерела світла. Тому до будівель, де використовується ацетилен, забороняється робити прибудови для виробництва хлору, зрідження та поділу повітря.

Часто при ручному розтині залізних барабанів з карбідом кальцію відбувається іскроутворення, що призводить до вибухів. До того ж, треба завжди враховувати можливість присутності в барабані вологи.

При вибуху ТВС утворюється вогнище ураження з ударною хвилею та світловим випромінюванням ("вогненна куля"). В осередку вибуху ТВС можна виділити три сферичні зони (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Зони в осередку поразки під час вибуху ТВС. R₁, Р₂, Р₃, - радіуси зовнішніх кордонів відповідних зон

Мал. 3.2. Залежність радіусу зовнішньої межі зони дії надлишкового тиску кількості вибухонебезпечної газоповітряної суміші

Зона I – зона детонаційної хвилі. Знаходиться у межах хмари вибуху. Радіус зони визначається формулою:

де R₁ - Радіус зони I, м; - Маса зрідженого газу, т.е.

У межах зони I надлишковий тиск можна вважати постійним та рівним 1700 кПа.

Зона II - зона дії продуктів вибуху, що охоплює всю площу розльоту продуктів вибуху ТВС внаслідок її детонації. Радіус зони II у 1,7 рази більший за радіус зони I, тобто R₂= 1,7R₁а надлишковий тиск у міру видалення зменшується до 300 кПа.

Зона III – зона дії УВВ. Тут формується фронт УВВ. Розмір надлишкового тиску визначається за графіком, рис. 3.2.

Ударна повітряна хвиля (УВВ) – найбільш потужний вражаючий фактор під час вибуху. Вона утворюється за рахунок колосальної енергії, що виділяється в центрі вибуху, що призводить до виникнення тут величезної температури та тиску. Розпечені продукти вибуху при стрімкому розширенні роблять різкий удар по навколишніх шарах повітря, стискають їх до значного тиску та щільності, нагріваючи до високої температури. Такий стиск відбувається на всі боки від центру вибуху, утворюючи фронт УВВ. Поблизу центру вибуху швидкість поширення УВВ у кілька разів перевищує швидкість звуку. Але в міру руху швидкість її поширення падає. Знижується тиск у фронті. У шарі стисненого повітря, що називається фазою стиснення ПВР (рис. 3.3), спостерігаються найбільші руйнівні наслідки. У міру руху тиск у фронті УВВ падає і в якийсь момент досягає атмосферного, але продовжуватиме зменшуватися через зниження температури. При цьому повітря розпочне рух у зворотному напрямку, тобто до центру вибуху. Ця зона зниженого тиску називається зоною розрідження.

Параметри УВВ

1. Надлишковий тиск (див. рис. 3.2). Визначається різницею між фактичним тиском повітря в даній точці та атмосферним тиском (Р_хат = Р_ф - Р_атм,). Вимірюється в кг/см² або Паскалях (1 кг/см² = 100 кПа). При проході фронту УВВ надлишковий тиск впливає на людину з усіх боків.

2. Швидкісний тиск повітря (динамічна навантаження). Має метальну дію. Вимірюється в кг/см² чи Паскалях. Спільна дія цих двох параметрів УВВ призводять до руйнувань об'єктів та людських жертв.

3. Час поширення УВВ (Т_р, с).

4. Тривалість дії фази стиснення на об'єкт (Т_р, с). Надлишковий тиск у фронті УВВ (Р_хат, кПа) можна визначити за формулою

де – тротиловий еквівалент ВР, кг; R-відстань від центру вибуху, м.

Швидкісний тиск повітря залежить від швидкості і щільності повітря за фронтом УВВ і дорівнює:

де V - швидкість частинок повітря за фронтом ПВР, м/с; ρ - густина повітря за фронтом УВВ, кг/м³.

Рис. 3.3. Фази та фронт УВВ

Вплив УВВ на людину може бути непрямим чи безпосереднім. При непрямому ураженні УВВ, руйнуючи будівлі, залучає у рух величезну кількість твердих частинок, осколків скла та інших предметів масою до 1,5 м за швидкості до 35 м/с. Так, при величині надлишкового тиску близько 60 кПа, щільність таких небезпечних частинок досягає 4500 шт./м.². Найбільше постраждалих - жертви непрямого впливу УВВ.

При безпосередньому ураженні УВВ завдає людям вкрай тяжких, тяжких, середніх або легких травм.

Вкрай тяжкі травми (зазвичай несумісні з життям) виникають при впливі надлишкового тиску завбільшки понад 100 кПа.

Тяжкі травми (сильна контузія організму, ураження внутрішніх органів, втрата кінцівок, сильна кровотеча з носа та вух) виникають при надмірному тиску 100...60 кПа.

Середні травми (контузії, пошкодження органів слуху, кровотеча з носа та вух, вивихи) мають місце при надмірному тиску 60...40 кПа.

Легкі травми (забиті місця, вивихи, тимчасова втрата слуху, загальна контузія) спостерігаються при надмірному тиску 40...20 кПа.

Ці параметри УВВ призводять до руйнацій, характер яких залежить від навантаження, створюваної УВВ, і реакції предмета на дії цього навантаження. Поразки об'єктів, викликані УВВ, можна характеризувати ступенем їх руйнувань.

Зона повних руйнувань. Відновити зруйновані об'єкти неможливо. Масова загибель всього живого. Займає до 13% усієї площі вогнища ураження. Тут повністю зруйновано будівлі, до 50% протирадіаційних укриттів (ПРУ), до 5% притулків та підземних комунікацій. На вулицях утворюються суцільні завали. Суцільних пожеж не виникає через сильні руйнування, зрив полум'я ударною хвилею, розлітання уламків і засипання їх ґрунтом. Ця зона характеризується величиною надлишкового тиску понад 50 кПа.

Зона сильних руйнувань займає площу до 10% вогнища ураження. Будівлі сильно пошкоджені, притулки та комунальні мережі зберігаються, 75% укриттів зберігають свої захисні властивості. Є місцеві завали, зони суцільних пожеж. Зона характеризується надлишковим тиском 0,3...0,5 кг/см.² (30...50 кПа).

Зона середніх руйнувань спостерігається при надмірному тиску 0,2...0,3 кг/см² (20...30 кПа) і займає площу до 15% вогнища ураження. Будівлі зазнають середніх руйнувань, а захисні споруди та комунальні мережі зберігаються. Можуть бути місцеві завали, ділянки суцільних пожеж, масові санітарні втрати серед незахищеного населення.

Зона слабких руйнувань характеризується надлишковим тиском 0,1...0,2 кг/см² (10...20 кПа) і займає до 62% площі вогнища. Будівлі зазнають слабких пошкоджень (руйнування перегородок, дверей, вікон), можуть бути окремі завали, вогнища пожеж, а у людей – травми.

Автори: Грінін А.С., Новіков В.М.

 Рекомендуємо цікаві статті розділу Основи безпечної життєдіяльності:

▪ Шляхи підвищення ефективності трудової діяльності людини

▪ Технічні засоби РХР та Д

▪ Визначення прямокутних координат за картою та нанесення об'єктів на карту за координатами

Дивіться інші статті розділу Основи безпечної життєдіяльності.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву Соціальна мережа Google+ 21.08.2011 Google нарешті представила свою повноцінну соціальну мережу Google+. Її концепція дозволяє користувачам розмежовувати доступ до своєї інформації для друзів, знайомих, членів сім'ї або колег, створюючи довільну кількість так званих кіл, в які містяться контакти, що співіснують. При цьому є функція надсилання повідомлення всім членам одного і того ж кола, а також групових чату та відеочату. Для роботи з Google+ вже доступний додаток в Android Market та Арр Store.

Інші цікаві новини:

▪ Смартфон ZTE Grand S3 зі сканером райдужної оболонки ока

▪ Інформація про промінь світла

▪ Компактна відеокамера Sanyo Hacti HD1

▪ Автомобіль упіймали в мережі

▪ Космічні польоти шкідливі для печінки

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електродвигуни. Добірка статей

▪ стаття Не знають, що творять. Крилатий вислів

▪ статья Яку проблему Менделєєв вважав найактуальнішою для 20 століття? Детальна відповідь

▪ стаття Мотор для літального апарату Особистий транспорт

▪ стаття Портативний зварювальний апарат (дуговий). Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Запобіжник від підвищення напруги у мережі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024