Рис. 3.1. Зоны в очаге поражения при взрыве ТВС

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 11

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

R₁, R₂, R₃, - радиусы внешних границ соответствующих зон

Рис. 3.2. Зависимость радиуса внешней границы зоны действия избыточного давления от количества взрывоопасной газовоздушной смеси

Зона I - зона детонационной волны. Находится в пределах облака взрыва. Радиус зоны определяется формулой:

где R₁ - радиус зоны I, м; Q - масса сжиженного газа, т.

В пределах зоны I избыточное давление можно считать постоянным и равным 1700 кПа.

Зона II - зона действия продуктов взрыва, которая охватывает всю площадь разлета продуктов взрыва ТВС в результате ее детонации. Радиус зоны II в 1,7 раза больше радиуса зоны I, то есть R₂= 1,7R₁, а избыточное давление по мере удаления уменьшается до 300 кПа.

Зона III - зона действия УВВ. Здесь формируется фронт УВВ. Величина избыточного давления определяется по графику, рис. 3.2.

Ударная воздушная волна (УВВ) - наиболее мощный поражающий фактор при взрыве. Она образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в центре взрыва, что приводит к возникновению здесь огромной температуры и давления. Раскаленные продукты взрыва при стремительном расширении производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до значительного давления и плотности, нагревая до высокой температуры. Такое сжатие происходит во все стороны от центра взрыва, образуя фронт УВВ. Вблизи центра взрыва скорость распространения УВВ в несколько раз превышает скорость звука. Но по мере движения скорость ее распространения падает. Снижается и давление во фронте. В слое сжатого воздуха, называемого фазой сжатия УВВ (рис. 3.3), наблюдаются наибольшие разрушительные последствия. По мере движения давление во фронте УВВ падает и в какой-то момент достигает атмосферного, но будет продолжать уменьшаться из-за снижения температуры. При этом воздух начнет движение в обратном направлении, то есть к центру взрыва. Эта зона пониженного давления называется зоной разрежения.

Параметры УВВ

1. Избыточное давление (см. рис. 3.2). Определяется разностью между фактическим давлением воздуха в данной точке и атмосферным давлением (Р_изб = Р_ф – Р_атм,). Измеряется в кг/см² или Паскалях (1 кг/см² = 100 кПа). При проходе фронта УВВ избыточное давление воздействует на человека со всех сторон.

2. Скоростной напор воздуха (динамическая нагрузка). Обладает метательным действием. Измеряется в кг/см² или Паскалях. Совместное воздействие этих двух параметров УВВ приводят к разрушениям объектов и человеческим жертвам.

3. Время распространения УВВ (Т_р, с).

4. Продолжительность действия фазы сжатия на объект (Т_р, с). Избыточное давление во фронте УВВ (Р_изб, кПа) можно определить по формуле

где q - тротиловый эквивалент ВВ, кг; R- расстояние от центра взрыва, м.

Скоростной напор воздуха зависит от скорости и плотности воздуха за фронтом УВВ и равен:

где V - скорость частиц воздуха за фронтом УВВ, м/с; ρ - плотность воздуха за фронтом УВВ, кг/м³.

Рис. 3.3. Фазы и фронт УВВ

Воздействие УВВ на человека может быть косвенным или непосредственным. При косвенном поражении УВВ, разрушая постройки, вовлекает в движение огромное количество твердых частиц, осколков стекла и других предметов массой до 1,5 г при скорости до 35 м/с. Так, при величине избыточного давления порядка 60 кПа плотность таких опасных частиц достигает 4500 шт./м². Наибольшее количество пострадавших - жертвы косвенного воздействия УВВ.

При непосредственном поражении УВВ наносит людям крайне тяжелые, тяжелые, средние или легкие травмы.

q Крайне тяжелые травмы (обычно несовместимые с жизнью) возникают при воздействии избыточного давления величиной свыше 100 кПа.

q Тяжелые травмы (сильная контузия организма, поражение внутренних органов, потеря конечностей, сильное кровотечение из носа и ушей) возникают при избыточном давлении 100...60 кПа.

q Средние травмы (контузии, повреждения органов слуха, кровотечение из носа и ушей, вывихи) имеют место при избыточном давлении 60...40 кПа.

q Легкие травмы (ушибы, вывихи, временная потеря слуха, общая контузия) наблюдаются при избыточном давлении 40...20 кПа.

Эти же параметры УВВ приводят к разрушениям, характер которых зависит от нагрузки, создаваемой УВВ, и реакции предмета на действия этой нагрузки. Поражения объектов, вызванные УВВ, можно характеризовать степенью их разрушений.

Зона полных разрушений. Восстановить разрушенные объекты невозможно. Массовая гибель всего живого. Занимает до 13% всей площади очага поражения. Здесь полностью разрушены строения, до 50% противорадиационных укрытий (ПРУ), до 5% убежищ и подземных коммуникаций. На улицах образуются сплошные завалы. Сплошных пожаров не возникает из-за сильных разрушений, срыва пламени ударной волной, разлета воспламенившихся обломков и засыпки их грунтом. Эта зона характеризуется величиной избыточного давления свыше 50 кПа.

Зона сильных разрушений занимает площадь до 10% очага поражения. Строения сильно повреждены, убежища и коммунальные сети сохраняются, 75% укрытий сохраняют свои защитные свойства. Есть местные завалы, зоны сплошных пожаров. Зона характеризуется избыточным давлением 0,3...0,5 кг/см² (30...50 кПа).

Зона средних разрушений наблюдается при избыточном давлении 0,2...0,3 кг/см² (20...30 кПа) и занимает площадь до 15% очага поражения. Строения получают средние разрушения, а защитные сооружения и коммунальные сети сохраняются. Могут быть местные завалы, участки сплошных пожаров, массовые санитарные потери среди незащищенного населения.

Зона слабых разрушений характеризуется избыточным давлением 0,1...0,2 кг/см² (10...20 кПа) и занимает до 62% площади очага поражения. Строения получают слабые повреждения (разрушения перегородок, дверей, окон), могут быть отдельные завалы, очаги пожаров, а у людей - травмы.

За пределами зоны слабых разрушений возможны нарушения остекления и несущественные разрушения. Население способно оказывать самопомощь. Рельеф местности влияет на распространение УВВ: на склонах холмов, обращенных в сторону взрыва, давление выше, чем на равнинной местности (при крутизне склона 30° давление на нем на 50% выше), а на обратных склонах - ниже (при крутизне склона 30° - в 1,2 раза ниже). В лесных массивах избыточное давление может оказаться на 15% выше, чем на открытой местности, но по мере углубления в лес скоростной напор уменьшается. Метеоусловия оказывают влияние только на слабую УВВ, то есть с избыточным давлением менее 10 кПа. Летом наблюдается ослабление УВВ по всем направлениям, а зимой - ее усиление, особенно в направлении ветра. Дождь и туман оказывают влияние на УВВ при избыточном давлении до 300 кПа (при 30 кПа и среднем дожде УВВ ослабляется на 15%, а при ливне - на 30%). Снегопад не снижает давления в УВВ.

1. Какие ОЭ относятся к пожаро- и взрывоопасным объектам?

2. К каким последствиям приводят аварии на пожаро- и взрывоопасных объектах?

3. Какова классификация строительных материалов по возгораемости?

4. Что такое огнестойкость сооружений?

5. Как можно охарактеризовать процессы горения?

6. Каково воздействие пожаров на объекты и биологическую ткань?

7. В чем причины взрывов; особенности взрывов топливо-, газо- и пылевоздушных смесей?

Примеры решения задач

Задача 3.1. Какие разрушения получит промышленное сооружение с тяжелым металлическим каркасом при наземном ядерном взрыве мощностью 500 кт на расстоянии 3,2 км от центра взрыва?

Решение

1. По табл. 3.2 в строке «500 кт» для наземного ядерного взрыва (знаменатель) находим радиус «3,2 км» и определяем, что на этом расстоянии от центра взрыва избыточное давление составит 50 кПа.

2. Согласно табл. 2.11 при избыточном давлении 50 кПа (0,5 кг/см²) указанное сооружение получит сильные разрушения.

Таблица 3.2

Радиусы зон поражения, км, в зависимости от мощности ЯБП

Примечание. В числителе указана величина радиуса поражения при воздушном ядерном взрыве, а в знаменателе - при наземном ядерном взрыве.

Задача 3.2. Определить ожидаемую степень разрушения доменной печи, если в 300 м от нее взорвалась емкость, вмещающая 100 т пропана.

Решение

1. В очаге взрыва газовоздушной смеси (ГВС) (см. рис. 3.1) выделяются зоны, имеющие форму сфер (полусфер): I зона (детонационной волны) радиусом м; II зона (действия продуктов взрыва), радиус которой R₂ = 1,7*R₁ = 136 м.

2. Цех находится за пределами этих двух зон и оказался в третьей зоне (УВВ). По графику, рис. 3.2, находим, что при массе взрывоопасной ГВС 100 т на расстоянии 300 м от центра взрыва величина избыточного давления должна составить 70 кПа, или 0,7 кг/см².

3. Избыточное давление величиной 0,7 кг/см² вызовет средние разрушения доменной печи (см. табл. 2.11).

Задача 3.3. Найти радиус зон возникновения пожаров от наземного ядерного взрыва 1 Мт, при котором избыточное давление составит 10...30 кПа. Воздух очень прозрачен, видимость до 50 км, лето.

Решение

1. По табл. 3.3 определяется величина светового импульса, достаточная для воспламенения:

кДж/м²

домов жилых, деревянных 420

производственного мусора, ветоши 168

хвойных лесов 400

созревших посевов 130

2. Согласно табл. 3.4, ожоги первой степени возникают при величине светового импульса:

кДж/м²

открытых участков кожи 190

то же под летней одеждой 380

то же под зимней одеждой 760

3. По табл. 3.5 определяются расстояния от центра взрыва, на которых могут возникнуть пожары (см. примечание З):

км

домов жилых, деревянных 10,8

производственного мусора, ветоши 19,1

хвойных лесов 10,9

созревших посевов 21,3

4. По табл. 3.5 определяются расстояния, на которых люди получат ожоги первой степени:

км

открытых участков кожи 17,5

то же под летней одеждой 11,3

то же под зимней одеждой 7,84

Таблица 3.3

Воздействие светового импульса на материалы

Таблица 3.4

Значения светового импульса, вызывающего ожоги открытых участков кожи, кДж/м²

Примечание. Степень ожога участка кожи под одеждой происходит летом при световом импульсе в 2 раза большем, зимой - в 4 раза.

Таблица 3.5

Расстояния до центра взрыва, км, при различных мощностях ЯБП и величинах световых импульсов

Примечания.

1. В числителе приведены расстояния для воздушного взрыва, в знаменателе - для наземного.