Скорость (км/ч) переноса зараженного воздуха

Основной параметр зоны возможного химического заражения Г_расч для сжиженных газов определяется путем сравнения значений Г_п и Г_преди выбора из них наименьшей величины, т.е.:

Для сжатых газов за Г_расч принимается меньшее из значений Г₁ и Г_пред.

Для жидких АХОВ за Г_расч принимается меньшее из значений Г₂ и Г_пред.

В случае распространения зараженного воздуха на закрытой местности Г_расч уменьшается в 3–3,5 раза (в зависимости от плотности застройки города, характеристики лесного массива и рельефа местности, наличия на объекте экономики зданий, сооружений и различных технических и подвижных средств).

Определив значение Г_расч и угловую характеристику зоны – угол φ (табл. 6.1), на схему (карту) наносят ЗВХЗ в виде окружности, полуокружности или сектора с радиусом r, равным Г_расч.

Порядок нанесения на схемы и карты ЗВХЗ

Центр ЗВХЗ совпадает с источником заражения, который наносится в виде площади разлива жидкого АХОВ только на крупномасштабные схемы и карты. В остальных случаях источник заражения принимается за точку, из которой происходит распространение паров облака АХОВ. С внутренней стороны границы ЗВХЗ оттеняются желтым цветом.

Рядом с источником заражения черным цветом наносятся следующие данные:

– в числителе – наименование и количество АХОВ, выброшенного в окружающую среду, т;

– в знаменателе – дата и время выброса АХОВ .

Зоны возможного химического заражения наносятся на схемы и карты для выработки и принятия решения на организацию защиты производственного персонала объектов и населения.

Считается, что зона фактического заражения находится в пределах ЗВХЗ. Ввиду возможных перемещений облака АХОВ под воздействием ветра фиксированное изображение фактического заражения на схемы (карты) не наносится.

При скорости ветра не более 0,5 м/с зона возможного химического заражения имеет вид окружности (рис.6.5, а), угол φ=360˚; радиус окружности r= Г_расч.

Рис.4.5. Конфигурация ЗВХЗ при различной скорости ветра

При скорости ветра 0,6–1 м/с зона заражения имеет вид полуокружности (рис.4.5, б), угол φ = 180˚; радиус полуокружности r = Г_расч. Биссектриса угла совпадает с направлением вектора скорости ветра (ось следа облака).

При скорости ветра больше 1 м/с ЗВХЗ имеет вид сектора (рис.4.5, в);

угол φ =

радиус сектора равен Г_расч. Биссектриса угла сектора совпадает с направлением вектора скорости ветра.

Для организации оповещения о химической опасности и организации защиты определяют площадь ЗВХЗ S_в, км², как площадь окружности, полуокружности или сектора по формуле:

(4.7)

Для определения части площади зоны заражения, приходящейся на территорию объекта (города), рассчитывают площадь зоны фактического заражения S_ф, км², по формуле:

(4.8)

где К₈ – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, принимаемый равным: 0,081 при инверсии; 0,133 при изотермии; 0,235 при конвекции; Т_ав – время, прошедшее с начала аварии, ч.

Пример 4.1. В западной части объекта экономики (перед пунктом слива) произошло опрокидывание и разгерметизация железнодорожной цистерны с разливом сжиженного хлора массой 40 тонн.

Метеоусловия: азимут ветра на высоте 10 метров – 270˚; скорость ветра – 5 м/с; изотермия; температура воздуха – 0˚С.

Местность закрытая (в восточном направлении от места аварии размещены площадки с подвижным составом, производственные здания и сооружения). Общая протяженность объекта (с Запада на Восток) составляет 4 км.

Требуется: выявить возможную химическую обстановку на объекте экономики через 1 час после начала аварии (Т_ав=1 час) методом прогнозирования.

Решение:

1. Так как в разгерметизированной железнодорожной цистерне хлор находится в сжиженном состоянии, то принимаем последовательность расчетов, указанную в блок-схеме III (рис.4.3).

2. По табл. 4.1 и 4.3 определяем значения коэффициентов. Для данных метеоусловий и условий выброса они составляют: К₁=0,18; К₂=0,052; К₃=1,0; К₄=2,34; К₅=0,23; К₆=1; К₇=0,6 для первичного облака и К₇=1 для вторичного облака. Толщина разлившегося слоя сжиженного хлора h=0,05 м (свободный разлив из цистерны). Плотность сжиженного хлора d=1,553 т/м³ (табл. 6.2).

3. По условию задачи Т_ав=1 ч, следовательно, .

4. По формуле (4.2) определяем эквивалентное количество хлора в первичном облаке:

5. По табл.4.4 находим глубину зоны заражения первичным облаком:

Г₁=1,68 км.

6. По формуле (4.3) определяем эквивалентное количество хлора во вторичном облаке:

7. Находим глубину зоны заражения вторичным облаком. По табл. 4.4 глубина заражения для 10 т составляет 5,53 км, для 20 т – 8,19 км. Путем интерполяции находим глубину зоны заражения для 11,8 т:

8. По формуле (4.5) находим полную глубину ЗВХЗ:

Г_полн=6+0,5∙1,69=6,84 км.

9. Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс Г_пред рассчитываем по формуле (4.6):

Г_пред=1∙29=29 км.

10. Из условия Г_полн<Г_пред за расчетную глубину Г_расч ЗВХЗ принимаем Г_полн, т.е. Г_расч=6,84 км. Учитывая, что местность закрытая Г_расч=6,84 : 3=2,3 км.

11. Угол φ при скорости ветра V=5 м/с равен 45˚ (табл. 6.1).

12. Значения площадей зон возможного и фактического заражения соответственно составляют:

На основании проделанных расчетов на схему объекта экономики наносится ЗВХЗ, радиус которой равен Г_расч=2,3 км, а угол φ=45˚. Зона фактического заражения будет находиться в пределах ЗВХЗ с учетом возможного изменения направления ветра. Так как зона фактического заражения по глубине не выходит за пределы объекта (L_ОЭ = 4 км), то площадь фактического заражения на территории объекта составит ориентировочно 0,7 км².

В ряде случаях в оперативных целях для прогнозирования химической обстановки применяют ускоренные методы расчета с использованием усредненных табличных данных. Эти методы упрощают расчеты, допуская незначительный процент ошибки результатов по сравнению с рассмотренной методикой.

Один из ускоренных методов предусматривает использование усредненных таблиц, составленных для хлора. Для расчета других видов АХОВ определяется эквивалентное количество хлора по сравнению с количеством выброшенного в окружающую среду АХОВ .

где К_экв – коэффициент эквивалентности хлора по отношению к другому АХОВ.

Для расчетов используются три таблицы. В первой таблице4.8 приведены К_экв АХОВ к хлору при температуре t +20˚С, а также поправочные коэффициенты к глубине и площади зоны заражения (К_г/К_з) при температурах воздуха, отличных от +20˚С. Во второй таблице 4.9 указаны значения глубины и площади заражения при аварийном выбросе (выливе) хлора в свободный разлив в зависимости от массы выброшенных АХОВ, степени вертикальной устойчивости воздуха и скорости ветра. В третьейтаблице 4. 10 приведены значения глубины и площади заражения при аварийном выбросе (выливе) хлора в поддон с учетом тех же условий, что и во второй таблице.

Таблица 4. 8