Техногенные чрезвычайные ситуации. Пожары и взрывы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Содержание

1. Введение
2. Взрыв. Классификация взрывов
3. Категории технологических взрывов
4. Особенности взрывов
5. Заключение
6. Используемая литература

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение

  Чрезвычайная  ситуация (ЧС)- это состояние или  обстановка в определенной территории, сложившийся в результате аварии, катастрофы, опасного явления, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или уже повлекли за собой за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери, нарушение условий нормальной жизнедеятельности человека.

  В большинстве  случаев техногенные аварии связаны с неконтролируемым, самопроизвольным выходом в окружающее пространство вещества или энергии. Самопроизвольное высвобождение энергии приводит к промышленным взрывам, а вещества – к взрывам, пожарам и химическому загрязнению окружающей среды.

  Существуют  различные классификации чрезвычайных ситуаций. Наиболее часто за основание  классификации выбирают характер возникновения (генезис) чрезвычайной ситуации. По природе (сфере) возникновения все ЧС условно можно разделить на следующие большие группы:

• Техногенные ЧС, связанные по происхождению с техническими  объектами или технологическими процессами (выбросы радиоактивных веществ, аварии на химических опасных объектах, пожары и взрывы, разрушение строительных конструкций, транспортные катастрофы и т.д.) в том числе антропогенные ЧС, вызванные негативным влиянием самого человека на техносферу (ошибочные и несвоевременные действия операторов, диспетчеров, пилотов, водителей и т.д.)
• Природные ЧС, связанные с воздействием стихийных явлений физической природы (наводнение, землетрясения, ураганы и т.д.) на человека  и его среду обитания, а также биологические ЧС и экологические ЧС.
• Социальные ЧС, связанные с масштабными событиями в обществе и государстве (войны, вооруженные конфликты, столкновения на межнациональной и межрелигиозной основе и т.д.)
• Комбинированные ЧС, имеющие сочетанный, инициированный характер различных видов вышеназванных групп ЧС.

В этой работе мы рассмотрим лишь небольшую группу,  относящуюся к техногенным ЧС.

  Взрыв. Классификация взрывов.

  Взрыв- процесс быстрого неуправляемого физического или химического превращения системы, сопровождающейся переходом ее потенциальной энергии в механическую работу. Механическая работа, совершаемая при взрыве, обусловлена быстрым расширением газов или паров независимо от того, существовали ли они до взрыва или образовались во время взрыва. В основе взрывного процесса, могут лежать как физические (разрушение сосуда со сжатым газом или с перегретой жидкостью), так и химические превращения (детонация конденсированного взрывчатого вещества, быстрое сгорание газового облака). Самым существенным признаком взрыва является  резкий скачок давления в среде, обуславливающий образование ударной волны, распространяющееся на некоторое расстояние от места взрыва.

  При химических взрывах взрывчатые вещества могут  быть твердыми, жидкими, газообразными, а также аэровзвесями горючих  веществ (жидких и твердых) в окислительной среде (часто в воздухе). Твердые и жидкие взрывчатые вещества в большинстве случаев относятся к классу конденсированных взрывчатых веществ (ВВ). При инициировании взрыва в этих веществах с огромной скоростью протекают экзотермические окислительно-восстановительные реакции или реакции термического разложения с выделением тепловой энергии. Газообразные взрывчатые вещества представляют собой гомогенные смеси горючих газов (паров) с газообразными окислителями - воздухом, кислородом, хлором и др. Взрывоопасные аэровзвеси состоят из мелкодисперсных частиц горючих жидкостей (туманов)  или твердых веществ (пылей)  в окислительной среде, чаще всего в воздухе.

  Физический  взрыв чаще всего связан с неконтролируемым высвобождением потенциальной энергии  сжатых газов из замкнутых объемов машин и аппаратов. Сила взрыва сжатого или сниженного газа зависит от внутреннего давления, а разрушения вызываются ударной волной от расширяющегося газа (пара) и осколками разорвавшегося резервуара.

  Параметрами, определяющими мощность взрыва, являются энергия взрыва и скорость ее выделения. Энергия взрыва определяется физико-химическими превращениями, протекающими при различных типах взрывов. Для парогазовых сред энергию взрыва определяют по теплоте сгорания горючих веществ в с смеси с воздухом; конденсированных ВВ- по теплоте, выделяющейся при детонации (реакции разложения); при физических взрывах систем со сжатыми газами и перегретыми жидкостями- по энергии адиабатического расширения парогазовых сред и перегрева жидкости.

  В производственных условиях  возможны следующие основные виды взрывов: свободный воздушный,  наземный, взрыв в непосредственной близости от объекта,  а также взрыв внутри объекта (производственного сооружения).

  При воздушном  взрыве ударная сферическая волна достигает земной поверхности и отражается от нее. На некотором расстоянии от эпицентра взрыва ( проекции центра взрыва на земную поверхность) фронт отраженной волны сливается с фронтом падающей, вследствие чего образуется так называемая головная волна, вертикальным фронтом, распространяющаяся от эпицентра вдоль земной поверхности.

  

  Характер  воздушной ударной волны при  наземной взрыве (за пределами воронки) соответствует дальней зоне воздушного взрыва. Таким образом, как при воздушном, так и при наземном взрывах обычно рассматривают воздушную ударную волну, распространяющуюся от эпицентра с вертикальным фронтом. При подходе ударной волны к преграде она отражается и происходит торможение масс движущегося воздуха, что приводит  к повышению избыточного давления в 2…8 раз.

  

  После начального взаимодействия с преградой (препятствием) ударная волна начинает его обтекать и под действие давления  уже попадают боковые и тыльные поверхности преграды. Она как бы оказывается в сжатом состоянии со всех сторон, однако наибольшее давление оказывается на фронтальную часть препятствия.

  Копирование технологических объектов по взрывоопасности  производится по значениям показателей  Q_в=(16,534)^-1 *E ^1/3.

  Энергетический эквивалент взрыва тротила W=E/4520 кг, где Е полная энергия взрыва. 
 
 
 
 
 

  Категории технологических  взрывов.

  По этим показателям технологические объекты подразделяются на три категории:

 

  В зависимости  от категории взрывоопасности действующими нормами устанавливаются определенные  ограничения и назначаются мероприятия для обеспечения взрывоопасности.

  Взрыв внутри объекта характеризуется тем, что нагрузка воздействует на объект изнутри. При взрыве смеси внутри объекта, заполненного частично, на последствия взрыва будет влиять местоположение взрывоопасного облака. В общем случае последствие взрывов внутри помещения во многом будут определяться максимально возможным избыточным давлением взрыва ∆р, расчет которого возможно производить по следующему соотношению:

  ∆р=WZ_p0H_T1/K_HN₀C_Bp_BV_CK ,

  Где W-масса горючего газа, пара ЛЖВ или взвешенной в воздухе горючей пыли, поступившей в объем помещения, кг; Z-коэффициент участия горючего вещества во взрыве;  р₀-атмосферное давление, равное 101 кПа; Н_т- теплота сгорания поступившего в помещение вещества; К_н- коэффициент учитывающий негерметичность помещения(принимается равным трем); Т₀-температура в помещении (можно принять равной 293К); С_в- теплоемкость воздуха (можно принять равной 1,01 кДж/(кг*К)); р_в- плотность воздуха (можно принять равной 1,2 кг/м³); V_с- свободный объем помещения, м³; K=k_Bt+1-коэффициент, учитывающий наличие в помещении аварийной вентиляции (k_B-кратность воздуха обмена в помещении, с^-1; t-время поступления взрывоопасных веществ в помещении, с). 
 

Особенности взрывов

Взрывы систем повышенного давления сопровождаются разлетом осколков. На сообщение осколкам кинетической энергии тратится до 60% энергии расширения газов, а 40 %- на формировании ударной волны. При взрывах большая часть осколков (до 80%) разлетается на расстояние 200 м, меньшая (20%) на  расстояния до 1000 м, отдельные осколки могут разлетаться на расстояния до 3 км. Направления разлета осколков для цилиндрических сосудов со сниженными газами характеризуются схемой, представленной на рис 9.4. за безопасное расстояние для людей можно принимать величину, превышающую 1000 м.

Большие газовые  облака могут образовываться при  утечках или внезапном разрушении герметичных емкостей, трубопроводах и т.д. Процесс взрыва или горения таких газовых облаков имеет ряд специфических особенностей. Образующиеся в атмосфере газовые облака чаще всего имеют сигарообразную форму, вытянутую по направлению ветра. Инициаторы горения или взрыва в этих случаях носят чаще всего случайный характер. Причем воспламенение не всегда  сопровождается взрывом.

При плохом перемешивании  газообразных веществ с атмосферным  воздухом взрыва вообще не наблюдается. В этом случае при воспламенении газо -  или паровоздушной смеси от места инициирования будет распространяться «волна горения». Так как распространение пламени происходит со сравнительно низкой скоростью, то в волне горения давление не повышается. В таком процессе наблюдается только расширение продуктов горения за счет их нагрева в зоне пламени. Медленный режим горения облака с наружной  поверхности с большим выделением лучистой энергии может привести к образованию множества очагов пожара на промышленном объекте.

При оценке разрушительного действия взрыва газового облака в открытом пространстве определяющим будет скоростной напор во фронте пламени. Для пламени предельных углеводов  скоростной напор в открытом пространстве может достигать 26кПа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

Чрезвычайная  ситуация (ЧС)- это состояние или обстановка на определенной территории, сложившийся в результате катастрофы или стихийного бедствия и повлекшие человеческие жертвы, значительный ущерб здоровью людей или окружающей природной среде.

По  сфере возникновения различают техногенные, природные (физические, биологические), социальные и комбинированные ЧС.

По  масштабам последствий их делят на локальные, местные, территориальные, региональные, федеральные и трансграничные.

По  структуре развития ЧС имеют следующие основные фазы: накопление отклонений, инициирующего события,  активного развития, действия остаточных и вторичных поражающих факторов, активной ликвидации последствий.

Государственная система предупреждения и ликвидации ЧС (РСЧС) имеет следующие структурные уровни: федеральный, межрегиональный, региональный, муниципальный и объектовый.

Основными направлениями  деятельности РСЧС являются профилактика и предупреждения ЧС (как основное и способное снизить ущерб  от ЧС), аварийно-спасательные работы и ликвидация последствий ЧС.

Система градации состояний  угрозы ЧС, принятая в РСЧС, требует большей дифференциации и введения дополнительных уровней угроз. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Используемая  литература

1. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для студентов  Б 40/С.В. Белов, В.А. Девисилов, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. Ред. С.В. Белова.
2. Безопасность жизнедеятельности: конспект лекций.-М.: Юрайт-Издат,2008.191с.
3. Экология и безопасность жизнедеятельности:учеб.пособие для вузов/Д.А.Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравей