Оценка поражающих факторов ЧС при пожарах

Возможность возгорания конструкций и материалов под действием потоков горячего воздуха и лучистого излучения пожара, а также безопасное удаление сооружений и людей от очага пожара являются главными показателями, характеризующими обстановку при ЧС.

При открытых пожарах главным источником распространения пожара является лучистый теплообмен. Плотность лучистого теплового потока (Вт/м2) зависит от большого числа факторов, характеризующих как сам процесс формирования теплового излучения, так и его воздействие на окружающие тела. Учесть каждый из этих факторов в аналитическом выражении, описывающем процесс теплообмена, не представляется возможным, поэтому при проведении расчетов учитываются только основные из них. В этом случае значение лучистого потока (£и зависит в основном от степени черноты 8 и температуры окружающих предметов Г , т.е.

Вычисленное значение ()п сравнивается с критическим значением 0,и кр и делается вывод о возможности возгорания за заданное время или определении безопасного расстояния от очага пожара. Необходимые значения е, Гоп и С)^ кр можно найти в работе [1].

Взрыв: физико-химические основы, виды взрывчатых веществ, пожаровзрывоопасность технологических процессов на производстве

Взрыв - быстро протекающий процесс физического или химического превращения веществ, сопровождающийся высвобождением большого количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная создать угрозу жизни и здоровью людей, нанести материальный ущерб и ущерб окружающей среде, стать источником ЧС.

Источником энергии при взрыве могут быть как химические, так и физические процессы. В подавляющем большинстве взрывов источником выделения энергии являются химические превращения веществ, связанные с окислением. Установились определенные подходы и терминология при рассмотрении пожаров, взрывов и связанных с ними проблем: в случаях, когда процессы окисления протекают сравнительно медленно, без образования ударной волны, явления рассматриваются как горение. Аналогичные процессы во взрывчатых средах протекают значительно быстрее и определяются как взрывное горение или взрыв.

Примерами взрывов, энерговыделение при которых обусловлено физическими процессами, могут служить, во-первых, аварийное выливание расплавленного металла в воду, при котором испарение протекает взрывным образом вследствие чрезвычайно быстрой теплоотдачи, и, во-вторых, взрывы сжатых или сжиженных газов. В этом случае энергия, выделяющаяся при взрыве, определяется процессами, связанными с адиабатическим расширением парогазовых сред и перегревом жидкостей.

Суммарное выделение энергии при взрыве называется энергетическим потенциалом взрыва и определяет его масштабы и последствия. Существует много веществ, в которых в том или ином виде запасено большое количество энергии, например, в виде внутримолекулярных или межмолекулярных связей. В нормальных условиях эти вещества достаточно устойчивы и могут находиться в твердом, жидком, газообразном или аэрозольном состоянии. Однако в результате инициирующего воздействия (теплом, трением, ударом или каким-либо другим способом) в них начинаются экзотермические процессы, протекающие с большой скоростью и приводящие к взрывчатому превращению. К взрывчатым веществам могут быть отнесены любые вещества, способные к взрывчатому превращению, однако на практике к ВВ относят вещества, обладающие следующими свойствами:

  • - достаточно высокое содержание энергии в единице массы и большая мощность, развиваемая при взрыве;
  • - пределы чувствительности к внешнему воздействию, обеспечивающие как достаточную безопасность, так и легкость возбуждения взрыва.

На промышленных предприятиях наиболее взрывоопасными являются образующиеся в нормальных или аварийных условиях газовоздушные и пылевоздушные смеси (ГВС и ПлВС).

Из ГВС наиболее опасны взрывы смесей с воздухом углеводородных газов, а также паров легковоспламеняющихся жидкостей. Взрывы ПлВС происходят на мукомольном производстве, на зерновых элеваторах, при обращении с красителями, при производстве пищевых продуктов, лекарственных препаратов, на текстильном производстве.

Пожаровзрывоопасность производства определяется параметрами пожароопасности и количеством используемых в технологических процессах материалов и веществ, конструктивными особенностями и режимами работы оборудования, наличием возможных источников зажигания и условий для быстрого распространения огня в случае пожара.

Согласно НПБ 105-95 "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности" все объекты в соответствии с характером технологического процесса по взрывопожарной и пожарной опасности подразделяются на пять категорий (табл. 7.1).

Таблица 7.1. Категории помещений и зданий по пожарной и взрывопожарной опасности

Категория

помещения

Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении

А (взрывопожарная)

Горючие "азы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 к11а. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа

Б (взрывопожароопасная)

Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа

В1-В4 (пожароопасные)

Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только горсть при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращении, не относя тем к категориям Л или Б

Г

Горючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистой теплоты, искр пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива

Д

Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

Обозначенные выше нормы не распространяются на помещения и здания для производства и храпения взрывчатых веществ, средства инициирования взрывчатых веществ, здания и сооружения, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке.

Категории помещений и зданий, определяемые в соответствии с табл. 7.1, применяют для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности указанных зданий и сооружений в отношении планировки и застройки, этажности, площадей, размещения помещений, конструктивных решений инженерного оборудования и т.д.

Оценка поражающих факторов ЧС при взрывах

На практике чаще других встречаются свободные воздушные взрывы, наземные (приземные) взрывы, взрывы внутри помещений (внутренний взрыв), а также взрывы газовых облаков.

Свободные воздушные взрывы

К ним относят взрывы, происходящие на значительной высоте от поверхности Земли, при этом не происходит усиления ударной волны между центром взрыва и объектом за счет отражения. Избыточное давление на фронте и длительность фазы сжатия зависят от энергии взрыва, высоты центра взрыва над поверхностью Земли, условий взрыва и расстояния от эпицентра.

Наземные и приземные взрывы

Если взрыв происходит на поверхности Земли, то воздушная ударная волна от взрыва усиливается за счет отражения. Параметры ударной волны рассчитывают по зависимостям для воздушного взрыва, однако величину энергии взрыва удваивают. Более сложные процессы происходят при взрывах в приземных слоях атмосферы. При этих взрывах образуются сферические воздушные ударные волны, распространяющиеся в пространстве в виде области сжатия-разряжения (рис. 7.1). Фронт воздушной ударной волны характеризуется скачком давления, температуры, плотности и скорости частиц воздуха. При достижении сферической ударной волны поверхности она отражается от нее, что приводит к формированию отраженной волны. На некотором расстоянии от эпицентра взрыва (проекции центра взрыва па земную поверхность) фронты прямой и отраженной ударных волн сливаются, образуя головную волну, имеющую фронт, нормальный к поверхности Земли и перемещающийся вдоль ее поверхности. Область пространства, где отсутствует наложение и слияние фронтов, называется зоной регулярного отражения, а область пространства, в кото

Волнообразование при взрыве:

Рис. 7.1. Волнообразование при взрыве:

Э - эпицентр взрыва; П -фронт падающей волны; О - фронт отраженной волны; Г - фронт головной ударной волны; Т - траектория тройной точки; А - зона регулярного отражения; Б - зона нерегулярного отражения

рой распространяется головная волна, - зоной нерегулярного отражения.

Внутренний взрыв

Он характеризуется тем, что нагрузка воздействует на объект изнутри. Возникающие нагрузки зависят от многих факторов: типа взрывчатого вещества, его массы, полноты заполнения внутреннего объема помещения взрывчатым веществом, его местоположения во внутреннем объеме и т.д. Полное решение задачи определения параметров взрыва является сложной задачей, с ним можно познакомиться в специальной литературе. Ориентировочно оценку возможных последствий взрывов внутри помещения можно производить по величине избыточного давления, возникающего в объеме производственного помещения по НПБ 105-95.

Взрыв (горение) газового облака

Причинами взрывов могут быть большие газовые облака, образующиеся при утечках или внезапном разрушении герметичных емкостей, трубопроводов и т.п. Процесс взрыва или горения таких газовых облаков имеет ряд специфических особенностей, что приводит к необходимости рассмотрения этих процессов в специальной литературе.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >