Файл: Лекция 13. Модели и методики оценки последствий взрывов на химически опасных объектах. Методика оценки последствий аварийных взрывов топливновоздушных смесей назначение,.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.05.2024
Просмотров: 52
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
i [4]. Пробит-функции представляют собой эмпирические зависимости, отражающие функции распределения вероятностей поражения от различных (одного или нескольких) поражающих факторов.
Ниже приводятся соотношения, которые согласно методике [4] рекомендуется использовать для расчета уровня вероятности поражения воздушной волной зданий, сооружений, живых организмов (в том числе и человека). Величина вероятности поражения измеряется в долях единицы (или в соответствии с методикой ТВС [4] в %).
Связь функции Pri с вероятностью той или иной степени поражения находится по таблице 10 в разделе Дополнительная справочная информация к лабораторной работе 3.
Оценка вероятности повреждений промышленных зданий от взрыва облака ТВС
Значение пробит-функции Pr1 повреждений стен промышленных зданий, через которое определяется по таблице 10 вероятность повреждений стен промышленных зданий, при которых возможно восстановление зданий без их износа, оценивается по соотношению:
(48)
Фактор V1 рассчитывается с учетом перепада давления в волне и импульса статического давления:
(49)
где ΔP – избыточное давление, Па; I– импульс волны давления, Па∙с.
Значение пробит-функции Pr2 разрушения промышленных зданий, через которое определяется по таблице 10 вероятность разрушений промышленных зданий, при которых здания подлежат сносу, оценивается:
(50)
(51)
В соответствии с рекомендациями [6] при взрывах ТВС внутри резервуаров и другого оборудования, содержащего газ под давлением, в общем случае следует учитывать опасность разлета осколков и последующее развитие аварии, сопровождаемое «эффектом домино» с распространением аварии на соседнее оборудование, если оно содержит опасные вещества.
Оценка вероятности поражения людей при взрыве облака ТВС
Далее приводятся соотношения, которые могут быть использованы для расчета уровня вероятности поражения воздушной волной живых организмов (в том числе человека).
Вероятность длительной потери управляемости у людей (состояние нокдауна), попавших в зону действия ударной волны при взрыве облака ТВС, может быть оценена по величине пробит-функции:
(52)
Фактор опасности V3 рассчитывается по соотношению:
(53)
Безразмерное давление и приведенный импульс задаются:
(54)
(55)
где m – масса тела живого организма, кг. Ранее в расчетах рекомендовалось принимать среднюю массу человека 80 кг, в соответствии с рекомендациями [11] – 70 кг. В последних редакциях документов [4,6] отсутствуют какие-либо рекомендации по средней массе человека.
Вероятность разрыва барабанных перепонок у людей от уровня перепада давления в воздушной волне определяется с использованием значения пробит-функции Pr4 по табл. 10:
(56)
Вероятность отброса людей волной давления может оцениваться по величине пробит-функции Pr5 по табл. 10:
(57)
(58)
При использовании пробит-функций в качестве зон 100% поражения принимаются зоны поражения. Где значение пробит-функции достигает величины, соответствующей вероятности 90%. В качестве зон безопасных с точки зрения воздействия поражающих факторов принимаются зоны поражения, где значение пробит-функции достигает величины, соответствующей вероятности 1%.
Соотношение (58) рекомендуется для определения летального исхода в результате взрыва ТВС.
Оценка радиусов зон поражения
Для определения радиусов зон поражения методикой ТВС [4] рекомендуется метод, состоящий в численном решении уравнения:
(59)
Для этого уравнение (59) приводим к виду:
f (
) = ΔP( )•I( ) – I*• ΔP( ) – P*•I( ) + P*• I* – k=0 (60)
причем константы k, P*, I* зависят от характера зоны поражения и определяются из табл.11 в разделе Дополнительная справочная информация к лабораторной работе 3, а функции P(R) и I(R) находятся по соотношениям (24)–(30) соответственно в зависимости от режима взрывного превращения.
Подставив значения констант из таблицы 11 в уравнение (59) и задавшись интервалами значений расстояний, на которых определен корень данного уравнения одним из численных методов (например, методом половинного деления) находят корни данного уравнения на различных интервалах расстояний от источника взрыва. В качестве первого приближения используют интервалы значений, определённых с использованием подхода на основе тротилового эквивалента (см. формулы (7),(8),(10)-(13) и таблицу №4). Критерии повреждения отдельных категорий промышленного оборудования, расположенного на территории ОПО, в соответствии с рекомендациями [7] приведены таблице №12 в разделе Дополнительная справочная информация к лабораторной работе 3.
Поражение ударной волной человека
В соответствии с рекомендациями [7] величина избыточного давления на фронте падающей ударной волны
=5 кПа принимается безопасной для человека. Воздействие на человека ударной волной с избыточным давлением на фронте > 120 кПа рекомендуется принимать в качестве смертельного поражения. Для определения числа пострадавших рекомендуется принимать значение избыточного давления, превышающее 70 кПа.
Условная вероятность травмирования и гибели людей, находящихся в зданиях, в зависимости от степени разрушения зданий от воздействия ударной волны определяется по таблице 6 [1,7].
Таблица 6
Зависимость условной вероятности поражения человека с разной степенью тяжести от степени разрушения здания
В соответствии с рекомендациями [6] величина индивидуального риска для i-го человека или риска разрушения i-го здания Ri(год-1) определяется по формуле (61):
(61)
где
принимается равной величине потенциального риска в j-ой области территории, год-1 (определяется методами количественной оценки риска) при расчете индивидуального риска, или принимается равной прогнозируемой частоте реализации в j-ой области территории нагрузок (давление, импульс), способных привести к разрушению i-го здания при расчете риска разрушения зданий;
принимается равной вероятности присутствия человека в j-ой области территории при расчете индивидуального риска, или принимается равной 1 в случае, если i-е здание располагается в j-ой области территории и нулю, в противном случае, при расчете риска разрушения зданий;
G – число областей, на которые условно можно разбить территорию объекта, при условии, что величина потенциального риска на всей площади каждой из таких областей можно считать одинаковой.
Вероятность присутствия людей в границах j-ой области определяется по следующей зависимости [12]:
(62)
где
- число людей на j-ом объекте;
- число людей, рискующих на j-ом объекте;
- коэффициент присутствия людей на j-м объекте.
Предполагается, что реципиенты риска распределены по области равномерно.
Коэффициент присутствия – среднее относительное время нахождения людей в заданной области за рассматриваемый промежуток времени.
Число людей на объекте – число людей, одновременно одновременно находящихся в границах выделенной области. При наличии работы в несколько смен – принимается равным максимальному числу людей в смене.
Число рискующих – общее число человек во всех сменах (количество людей, находящихся в выделенной области, которые потенциально могли пострадать в результате аварии на опасном объекте).
Индивидуальный риск рекомендуется оценивать частотой поражения определённого человека (группы людей) в результате аварии в течение года.
В соответствии с рекомендациями [7] bиндивидуальный риск рекомендуется оценивать частотой поражения определённого человека (группы людей) в результате аварии в течение года. Величину индивидуального риска
, год-1, для i-го индивида рекомендуется определять по формуле:
(63)
где
– вероятность присутствия i-го индивида в k-й области территории с учетом продолжительности действия поражающего фактора;
G – число областей, на которые условно можно разбить территорию, при условии, что величина потенциального риска на всей площади каждой из таких областей можно считать одинаковой.
– величина потенциального риска, год-1, в определённой точке (х,у) на территории площадочного объекта и в зонах, граничащих с площадочным объектом, рекомендуется определять по формуле:
(64)
где I – число сценариев развития аварий;
Ниже приводятся соотношения, которые согласно методике [4] рекомендуется использовать для расчета уровня вероятности поражения воздушной волной зданий, сооружений, живых организмов (в том числе и человека). Величина вероятности поражения измеряется в долях единицы (или в соответствии с методикой ТВС [4] в %).
Связь функции Pri с вероятностью той или иной степени поражения находится по таблице 10 в разделе Дополнительная справочная информация к лабораторной работе 3.
Оценка вероятности повреждений промышленных зданий от взрыва облака ТВС
Значение пробит-функции Pr1 повреждений стен промышленных зданий, через которое определяется по таблице 10 вероятность повреждений стен промышленных зданий, при которых возможно восстановление зданий без их износа, оценивается по соотношению:
(48)Фактор V1 рассчитывается с учетом перепада давления в волне и импульса статического давления:
(49)где ΔP – избыточное давление, Па; I– импульс волны давления, Па∙с.
Значение пробит-функции Pr2 разрушения промышленных зданий, через которое определяется по таблице 10 вероятность разрушений промышленных зданий, при которых здания подлежат сносу, оценивается:
(50) (51)В соответствии с рекомендациями [6] при взрывах ТВС внутри резервуаров и другого оборудования, содержащего газ под давлением, в общем случае следует учитывать опасность разлета осколков и последующее развитие аварии, сопровождаемое «эффектом домино» с распространением аварии на соседнее оборудование, если оно содержит опасные вещества.
Оценка вероятности поражения людей при взрыве облака ТВС
Далее приводятся соотношения, которые могут быть использованы для расчета уровня вероятности поражения воздушной волной живых организмов (в том числе человека).
Вероятность длительной потери управляемости у людей (состояние нокдауна), попавших в зону действия ударной волны при взрыве облака ТВС, может быть оценена по величине пробит-функции:
(52)Фактор опасности V3 рассчитывается по соотношению:
(53)Безразмерное давление и приведенный импульс задаются:
(54) (55)где m – масса тела живого организма, кг. Ранее в расчетах рекомендовалось принимать среднюю массу человека 80 кг, в соответствии с рекомендациями [11] – 70 кг. В последних редакциях документов [4,6] отсутствуют какие-либо рекомендации по средней массе человека.
Вероятность разрыва барабанных перепонок у людей от уровня перепада давления в воздушной волне определяется с использованием значения пробит-функции Pr4 по табл. 10:
(56)Вероятность отброса людей волной давления может оцениваться по величине пробит-функции Pr5 по табл. 10:
(57) (58)При использовании пробит-функций в качестве зон 100% поражения принимаются зоны поражения. Где значение пробит-функции достигает величины, соответствующей вероятности 90%. В качестве зон безопасных с точки зрения воздействия поражающих факторов принимаются зоны поражения, где значение пробит-функции достигает величины, соответствующей вероятности 1%.
Соотношение (58) рекомендуется для определения летального исхода в результате взрыва ТВС.
Оценка радиусов зон поражения
Для определения радиусов зон поражения методикой ТВС [4] рекомендуется метод, состоящий в численном решении уравнения:
(59)Для этого уравнение (59) приводим к виду:
f (
) = ΔP( )•I( ) – I*• ΔP( ) – P*•I( ) + P*• I* – k=0 (60)причем константы k, P*, I* зависят от характера зоны поражения и определяются из табл.11 в разделе Дополнительная справочная информация к лабораторной работе 3, а функции P(R) и I(R) находятся по соотношениям (24)–(30) соответственно в зависимости от режима взрывного превращения.
Подставив значения констант из таблицы 11 в уравнение (59) и задавшись интервалами значений расстояний, на которых определен корень данного уравнения одним из численных методов (например, методом половинного деления) находят корни данного уравнения на различных интервалах расстояний от источника взрыва. В качестве первого приближения используют интервалы значений, определённых с использованием подхода на основе тротилового эквивалента (см. формулы (7),(8),(10)-(13) и таблицу №4). Критерии повреждения отдельных категорий промышленного оборудования, расположенного на территории ОПО, в соответствии с рекомендациями [7] приведены таблице №12 в разделе Дополнительная справочная информация к лабораторной работе 3.
Поражение ударной волной человека
В соответствии с рекомендациями [7] величина избыточного давления на фронте падающей ударной волны
=5 кПа принимается безопасной для человека. Воздействие на человека ударной волной с избыточным давлением на фронте > 120 кПа рекомендуется принимать в качестве смертельного поражения. Для определения числа пострадавших рекомендуется принимать значение избыточного давления, превышающее 70 кПа.Условная вероятность травмирования и гибели людей, находящихся в зданиях, в зависимости от степени разрушения зданий от воздействия ударной волны определяется по таблице 6 [1,7].
Таблица 6
Зависимость условной вероятности поражения человека с разной степенью тяжести от степени разрушения здания
| Тяжесть поражения | Степень разрушения | |||
| Полное | Сильное | Среднее | Слабое | |
| Смертельное | 0,6 | 0,49 | 0,09 | 0 |
| Тяжелые травмы | 0,37 | 0,34 | 0,1 | 0 |
| Легкие травмы | 0,03 | 0,17 | 0,2 | 0,05 |
В соответствии с рекомендациями [6] величина индивидуального риска для i-го человека или риска разрушения i-го здания Ri(год-1) определяется по формуле (61):
(61)где
принимается равной величине потенциального риска в j-ой области территории, год-1 (определяется методами количественной оценки риска) при расчете индивидуального риска, или принимается равной прогнозируемой частоте реализации в j-ой области территории нагрузок (давление, импульс), способных привести к разрушению i-го здания при расчете риска разрушения зданий; принимается равной вероятности присутствия человека в j-ой области территории при расчете индивидуального риска, или принимается равной 1 в случае, если i-е здание располагается в j-ой области территории и нулю, в противном случае, при расчете риска разрушения зданий;G – число областей, на которые условно можно разбить территорию объекта, при условии, что величина потенциального риска на всей площади каждой из таких областей можно считать одинаковой.
Вероятность присутствия людей в границах j-ой области определяется по следующей зависимости [12]:
(62)
где
- число людей на j-ом объекте; - число людей, рискующих на j-ом объекте; - коэффициент присутствия людей на j-м объекте.Предполагается, что реципиенты риска распределены по области равномерно.
Коэффициент присутствия – среднее относительное время нахождения людей в заданной области за рассматриваемый промежуток времени.
Число людей на объекте – число людей, одновременно одновременно находящихся в границах выделенной области. При наличии работы в несколько смен – принимается равным максимальному числу людей в смене.
Число рискующих – общее число человек во всех сменах (количество людей, находящихся в выделенной области, которые потенциально могли пострадать в результате аварии на опасном объекте).
Индивидуальный риск рекомендуется оценивать частотой поражения определённого человека (группы людей) в результате аварии в течение года.
В соответствии с рекомендациями [7] bиндивидуальный риск рекомендуется оценивать частотой поражения определённого человека (группы людей) в результате аварии в течение года. Величину индивидуального риска
, год-1, для i-го индивида рекомендуется определять по формуле: (63)где
– вероятность присутствия i-го индивида в k-й области территории с учетом продолжительности действия поражающего фактора;G – число областей, на которые условно можно разбить территорию, при условии, что величина потенциального риска на всей площади каждой из таких областей можно считать одинаковой.
– величина потенциального риска, год-1, в определённой точке (х,у) на территории площадочного объекта и в зонах, граничащих с площадочным объектом, рекомендуется определять по формуле: (64)где I – число сценариев развития аварий;