Какое избыточное давление во фронте ударной волны

Действие ударной волны на человека, здания и сооружения

Насколько велики представленные значения избыточного давления при взрывах, можно оценить по следующим примерам: для разрушения армированного остекления зданий требуется 5…10 кПа, деревянных строений – 10…20 кПа, кирпичных зданий –25…30 кПа, железобетонных конструкций стен цеха – 100…150 кПа.

Прямое воздействие ударной волны на людей и животных возникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна мгновенно охватывает и подвергает его сильному сжатию в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления воспринимается живым организмом как резкий удар. Скоростной напор при этом создает значительное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в пространстве.Косвенные поражения людей и животных могут произойти в результате ударов осколков стекла, шлака, камней, дерева и других предметов, летящих с большой скоростью.

Степень воздействия ударной волны зависит от мощности взрыва, расстояния, метеоусловий, местонахождения (в здании, на открытой местности) и положения человека (лежа, сидя, стоя) и характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.

Избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа и менее для людей и животных, расположенных вне укрытий, считается безопасным.

Легкие поражения наступают при избыточном давлении 20. 40 кПа. Они выражаются кратковременными нарушениями функций организма (звоном в ушах, головокружением, головной болью). Возможны вывихи, ушибы.

Поражения средней тяжести возникают при избыточном давлении
40…60 кПа. При этом могут быть вывихи конечностей, контузии головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей.

Тяжелые контузии и травмы возникают при избыточном давлении 60…100 кПа. Они характеризуются выраженной контузией всего организма, переломами костей, кровотечениями из носа, ушей; возможно повреждение внутренних органов и внутреннее кровотечение.

Крайне тяжелые контузии и травмы у людей возникают при избыточном давлении более 100 кПа. Отмечаются разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга с длительной потерей сознания. Разрывы наблюдаются в органах, содержащих большое количество крови (печени, селезенке, почках), наполненных газом (легких, кишечнике), имеющих полости, наполненные жидкостью (головном мозге, мочевом и желчном пузырях). Эти травмы могут привести к смертельному исходу.

Радиус поражения обломками зданий, особенно осколками стекол, разрушающихся при избыточном давлении 2 … 7 кПа, может превысить радиус непосредственного поражения ударной волной.

Воздушная ударная волна также действует на растения. Полное повреж-дение лесного массива наблюдается при избыточном давлении более 50 кПа. Деревья при этом вырываются с корнем, ломаются и отбрасываются, образуются сплошные завалы. При избыточном давлении 30…50 кПа повреждается около 50 % деревьев, создаются сплошные завалы, а при избыточном давлении 10 …30 кПа – до 30 % деревьев. Молодые деревья более устойчивы, чем старые.

Основные причины взрывов на производстве

Источниками взрывоопасности на производстве могут быть установки, работающие под давлением: паровые и водогрейные котлы, компрессоры, воздухосборники (ресиверы), газовые баллоны, паро- и газопроводы и др.

Взрывы паровых котлов представляют собой мгновенное высвобождение энергии перегретой воды в результате такого нарушения целостности стенок котла, при котором возможно мгновенное снижение внутреннего давления до атмосферного, наружного. Приведенное здесь определение взрыва носит физический характер («физический» взрыв) и является адиабатическим, в отличие от «химического» взрыва, представляющего собой разновидность процесса горения.

На производстве применяются поршневые компрессоры, приводимые в действие двигателем внутреннего сгорания и смонтированные вместе с ресивером на раме-прицепе. Наружный воздух перед поступлением в рабочий цилиндр компрессора проходит через фильтр, где он очищается от пыли; горючая пыль представляет опасность взрыва. Возможно также образование взрывоопасных смесей из продуктов разложения смазочных масел и кислорода воздуха. Разложение смазочных масел происходит под действием высоких температур, развивающихся в компрессорах в процессе сжатия воздуха.

Взрывы баллонов во всех случаях представляют опасность, независимо от того, какой газ в них содержится. Причинами взрывов могут быть удары (падения) как в условиях повышения температур от нагрева солнечными лучами или отопительными приборами, так и при низких температурах и переполнении баллонов сжиженными газами. Взрывы кислородных баллонов происходят при попадании масел и других жировых веществ во внутреннюю область вентиля и баллона, а также при накоплении в них ржавчины (окалины). В связи с этим кислородные баллоны перед их наполнением промывают растворителями (дихлорэтаном, трихлорэтаном). Взрывы баллонов могут происходить и при ошибочном заполнении баллонов другим газом, например кислородного баллона горючим газом. Поэтому введена четкая маркировка баллонов, в силу которой все баллоны окрашивают в цвета, присвоенные каждому газу, а надписи на них делают другим цветом, также определенным для каждого газа. Баллоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполнителями от потребителей, должны иметь остаточное давление не менее 0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена – не менее 0,05 и не более 0,1 МПа. Остаточное давление позволяет определить, какой газ находится в баллонах, проверить герметичность баллона и его арматуры и гарантировать непроникновение в баллон другого газа или жидкости. Кроме того, остаточное давление в баллонах для ацетилена препятствует уносу ацетона-растворителя ацетилена (при меньшем давлении унос ацетона увеличивается, а уменьшение количества ацетона в баллоне повышает взрывоопасность ацетилена).

Ударная волна, образующаяся при взрыве газовых баллонов высокого давления, достигает величины 300…800 кПа.

Опасные факторы пожара

Любой пожар сопровождается проявлением опасных факторов пожара. Опасный фактор пожара (ОФП) – фактор пожара, воздействие которого приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу.

Опасными факторами пожара (ОФП), воздействующими на людей и материальные ценности, являются:

— повышенная температура окружающей среды;

— токсичные продукты горения и термического разложения;

— пониженная концентрация кислорода.

Квторичным проявлениям опасных факторов пожараотносятся:

— осколки, части разрушившихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;

— радиоактивные и токсичные вещества и материалы из разрушенных аппаратов и установок;

— электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;

— опасные факторы взрыва, произошедшего в результате пожара;

Около 73 % погибших при пожарах погибают от воздействия на них токсичных продуктов горения, около 20 % – от действия высокой температуры, около 5% – от пониженного содержания кислорода. Остальные погибают от травм, полученных в результате обрушения строительных конструкций, разлета осколков при взрыве, из-за обострения и проявления скрытых заболеваний и психических факторов.

Опасные факторы пожара действуют во времени и пространстве и оказывают негативное влияние на человека, материальные ценности, окружающую природную или техногенную среду одновременно.

При пожарах, как правило, наблюдается сочетанное воздействие сразу нескольких ОФП.

Предполагается, что полный поражающий эффект от такого воздействия будет больше, чем от простого суммирования воздействий отдельных составляющих. Такое явление, когда результат взаимодействия не является простой суммой частных действий, а порождает качественно новые результаты, зависящие от всей совокупности взаимодействий, носит название синергизм. Однако пока еще нет достоверных данных, подтверждающих или опровергающих это предположение.

Основополагающим документом, базирующимся на вероятностном подходе, является ГОСТ 12.1.004 – 91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие правила. Этот документ регламентирует требования к мероприятиям по пожарной профилактике.

В соответствии с этим стандартом объекты должны иметь системы пожарной безопасности, направленные на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара, в том числе их вторичных проявлений, на требуемом уровне. При определении требуемого уровня обеспечения пожарной безопасности людей принимается, что вероятность предотвращения воздействия опасных факторов в год в расчете на каждого человека должна быть не менее 0,999999, а допустимый уровень пожарной опасности для людей – не более 10 -6 воздействия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения, в год в расчете на каждого человека.

В табл. 20 приведены предельные значения опасных факторов пожара.

Предельные значения опасных факторов пожара

Контрольные вопросы

1. Какие зоны условно выделяются при моделировании последствий взрыва?

2. Как определить степень разрушения зданий и сооружений под действием ударной волны?

3. Как зависит степень поражения людей от значения избыточного давления во фронте ударной волны?

4. Перечислите основные причины взрывов на производстве.

5. Что такое опасный фактор пожара?

6. Перечислите опасные факторы пожара.

7. Что относится к вторичным проявлениям опасных факторов пожара?

8. Чему равен приемлемый риск воздействия опасных факторов пожара на человека?

9. Задача.Оценить последствия взрыва баллонов с ацетиленом, если количество ацетилена составляет 0,31 т, а расстояние до здания цеха 65 м. Коэффициент эквивалентности по тротилу kэкв = 3,82.

прочностные характеристики цеха:

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; Нарушение авторского права страницы

Источник

Воздействие избыточного давления на человека

Полные разрушения от ударной волны характеризуются обрушением стен и перекрытий, каркаса и других несущих конструкций сооружений, что возможно при избыточном: давлении 40-80 кПа.

Сильные повреждения вызывают обрушение значительной части несущих стен и перекрытий при сохранении подвальных помещений и части каркаса. Такие повреждения возможны при избыточном давлении 20-50 кПа.

Слабые и средние повреждения зданий возникают при избыточном давлении 10-30 кПа в зависимости от конструкции сооружения.

Считается, что зона пожаров и разрушений доходит до границ, где избыточное давление от воздушной волны достигает 10 кПа.

Окопы, траншеи, убежища и особенности рельефа местности резко снижают воздействие ударной волны, что необходимо использовать для защиты людей и техники.

Световое излучение – это поток лучистой энергии в широком диапазоне. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва. Время свечения огненного шара измеряется секундами, однако этого времени достаточно, чтобы вызвать массовые пожары, сильные ожоги открытых участков кожи и повредить глаза у незащищённых людей и животных. От воздействия светового излучения защищают все виды защитных сооружений, предметы из негорючих материалов и складки местности.

Проникающая радиация – поток гамма-излучения и нейтронов, исходящих в течение секунд из зоны ядерного взрыва в окружающую среду на расстояния до 3 км.

Проходя через биологическую ткань, гамма-излучение и поток нейтронов ионизируют молекулы, входящие в состав живых клеток. В результате этого нарушается характер жизнедеятельности клеток и возникает специфическое заболевание – лучевая болезнь.

Время действия проникающей радиации определяется временем подъема на такую высоту, когда гамма-излучение будет поглощаться толщей воздуха, не достигая поверхности земли. Поражающее действие проникающей радиации на людей зависит от дозы излучения и времени, прошедшего после взрыва. Оно оценивается суммарной дозой нейтронного и гамма-излучения, т.е. энергией излучения, которая поглощена единицей массы биологической ткани.

Радиоактивное заражение местности, атмосферы и различных объектов при ядерных взрывах вызывается:

• продуктами деления ядерного взрыва;
• наведенной активностью (радиацией);
• не прореагировавшей частью ядерного заряда.

Основной компонент при этом – продукты ядерной реакции (осколки деления ядер тяжелых элементов). Они представляют собой сложную смесь радиоактивных изотопов, выделяющих альфа-, бета- и гамма-излучения.

Поражающее действие радиоактивных излучений заключается в их ионизирующей способности, т.е. превращении нейтральных атомов в электрически заряженные ионы. Наибольшей ионизирующей способностью обладает альфа-излучение, наименьшей – гамма-излучение. Вместе с тем, гамма-излучение обладает высокой проникающей способностью (в воздухе – сотни метров). Степень ионизирующего воздействия на биологическую ткань зависит от величины поглощенной энергии излучения (абсолютно смертельная доза поглощённой ионизирующей энергии составляет примерно 1000 рад или 10 грей).

Размеры и конфигурация зон радиоактивного заражения при ядерных взрывах зависят от вида и мощности взрыва, направления и скорости ветра. Наиболее сильное заражение наблюдается при наземных взрывах.

Зоны радиоактивного заражения, имеющие разную степень опасности для людей, характеризуются как мощностью излучения на определенный момент времени после взрыва, так и прогнозируемой дозой радиации, получаемой до полного распада радиоактивных веществ.

По степени опасности зараженную местность, по следу облака взрыва, принято делать на следующие четыре зоны.

• Зона А – умеренного заражения (40-400 рад), её площадь составляет 70-80% от всей поражённой площади.
• Зона Б – сильного заражения (400-1200 рад). На долю этой зоны приходится около 10% площади радиоактивного следа.
• Зона В – опасного заражения (1200-4000 рад). Эта зона занимает примерно 8-10% площади следа облака взрыва.
• Зона Г – чрезвычайно опасного заражения (свыше 4000 рад).

Радиационные последствия от разрушения (аварии) ядерного объекта сопоставимы с радиационными последствиями, возникающими после применения ядерного боеприпаса. Однако, мощность излучения на местности, в случае разрушения реактора АЭС, всегда меньше, чем на следе ядерного взрыва, но сохраняется очень длительное время. При этом возможно заражение населения на прилегающей к атомной электростанции территории по пищевым цепочкам.

Наиболее опасно поступление с продуктами питания местного производства изотопов йода (J-131), цезия (Cs-137) и стронция (Sr-90). Короткоживущий J-131 опасен в первые два месяца, а Cs-137 и Sr-90 при попадании внутрь организма облучают его длительное время, так как период полураспада Cs-137 – 30,2 года, Sr-90 – 28,5 лет.

Поражающее действие электромагнитного импульса (ЭМИ) обусловлено возникновением напряжений и токов в различных проводниках. Действие ЭМИ проявляется, прежде всего, по отношению к электрической и радиоэлектронной аппаратуре. При этом может произойти пробой изоляции, повреждение трансформаторов, порча полупроводниковых приборов и др. Наиболее уязвимы линии связи, сигнализации и управления. Высотный взрыв способен создать помехи в этих линиях на очень больших площадях. Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и аппаратуры.

Нейтронные бомбы и снаряды представляют собой разновидность ядерных боеприпасов с термоядерным зарядом малой мощности. Поражающее действие нейтронных боеприпасов обусловлено повышенным нейтронным излучением. Для защиты от нейтронного поражения используются те же средства, что и при ядерном взрыве, основным из них является укрытие в защитных сооружениях.

Учитывая вышеизложенное, дадим следующее определение.

Очагом ядерного поражения называется территория, в пределах которой в результате воздействия ядерного оружия или катастрофы на АЭС произошло радиоактивное заражение местности, массовое поражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, разрушение и повреждение различных сооружений, возникли пожары.

Размеры очага ядерного поражения зависят от мощности и, вида ядерного взрыва, от рельефа местности и характера застройки, погодных условий и других факторов.

Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 2726 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник