Державний вищий навчальний заклад

• Название: Державний вищий навчальний заклад
• Анкор: BZhD_metodichka.doc
• Дата: 20.05.2017
• Размер: 4.63 Mb.
• Имя файла: BZhD_metodichka.doc
• Тип: Документы; #8023
• страница: 24 из 30

2. 
   Для метеорологічних умов: швидкість вітру до 1 м/с. Напрям вітру північно-західний.
   

Завдання для проведення розрахунків щодо визначення індивідуального ризику
Отримавши сигнал хімічної тривоги (відбулося зараження довкілля аміаком в наслідок аварії на хлібокомбінаті) студент, скориставшись протигазом ГП – 5, попрямував до сховища. Шлях зайняв t хв.

Яку першу допомогу слід надати ураженому, коли він опиниться у приймальному відділенні колективного засобу захисту?

Визначте ризик ураження людини з летальним наслідком.
Вихідні дані:

• 
  причина ураження – дія негативних факторів зараження довкілля аміаком, які утворюються в наслідок зруйнування промислового рефрижератору під впливом землетрусу, що відбувається один раз у n років;
  
• 
  сорбційна ємність протигазової коробки щодо аміаку – m, гр.;
  
• 
  обсяг легеневої вентиляції людини при пересуванні бігом – V, л/хв.;
  
• 
  максимальна концентрація пари аміаку у час дії небезпеки – C, мг/л;
  
• 
  коефіцієнт біоакумуляції у легенів людини К_ба щодо аміаку – 0,3;
  
• 
  частота землетрусу з інтенсивністю, що руйнує устаткування підприємства – один раз у 100 років.
  

Варіанти завдання – дивись табл. 6.2.3.
Таблиця 6.2.3

Варіанти завдання та значення параметрів t, m, V,C.

Варіанти завдання	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5	3,6	3,7
t ,хв.	10	15	20	25	20	15	10
m, гр.	0,05	0,02	0,03	0,04	0,05	0,04	0,02
V, л/хв.	100	120	130	150	100	100	140
C, мг/л	0,1	0,15	0,2	0,3	0,15	0,25	0,2
n	100	200	300	450	200	300	200

Порядок виконання розрахунків:

1. 
   визначають час захисної дії протигаза:
   

,

де m – сорбційна ємність протигазової коробки щодо аміаку;

V – легенева вентиляція;

С – максимальна концентрація аміаку у повітрі для умов пересування;

2) розраховують час перебування в атмосфері аміаку з непрацюючим протигазом t_бпр:

t_бпр = t – Θ;

3. 
   визначають кількість аміаку М, що потрапить в організм людини за час пересування з непрацюючим протигазом:
   

М = C·t_бпрK_ба;

4. 
   порівнюють отриману у п. 3 величину М з даними табл. 6.2.3.1 (див. додаток до завдання 3).
   

5. 
   пропонують заходи першої допомоги ураженому:
   

проведення часткової дегазації;

• 
  терапію хімічного роздратування шкіри, очей та слизових;
  
• 
  застосування заспокоюючих засобів;
  
• 
  застосування препаратів, що здійснюють запобігання тремтінню;
  
• 
  надання ураженому спокою, ізоляція від холоду та вживання теплого питва.
  
1. 
   визначають ризик ураження з летальним наслідком:
   

де Q(Δt) – частота подій у рік;

w – ймовірність загибелі людини від однієї події.

Приклад. Вихідні дані:

• 
  причина ураження – дія негативних факторів зараження довкілля аміаком, які утворюються в наслідок зруйнування промислового рефрижератору під впливом землетрусу, що відбувається один раз у 100 років;
  
• 
  сорбційна ємність протигазової коробки щодо аміаку – 0,2, гр.;
  
• 
  обсяг легеневої вентиляції людини при пересуванні бігом – 100, л/хв.;
  
• 
  максимальна концентрація пари аміаку у час дії небезпеки – 0,1, мг/л;
  
• 
  термін пересування – 25 хв.;
  
• 
  коефіцієнт біоакумуляції у легенів людини К_ба щодо аміаку – 0,3;
  
• 
  частота землетрусу з інтенсивністю, що руйнує устаткування підприємства - один раз у 100 років.
  

Розв’язання завдання:

1. 
   визначають час захисної дії протигаза:
   

хв.

де m – сорбційна ємність протигазової коробки щодо аміаку;

V – легенева вентиляція;

С – максимальна концентрація аміаку у повітрі для умов пересування.

2) розраховують час перебування в атмосфері аміаку з непрацюючим протигазом t_бпр:

t_бпр = t – Θ = 25 хв. – 20 хв. = 5 хв.

3) визначають кількість аміаку М, що потрапить в організм людини за час пересування з непрацюючим протигазом:

М = C·t_бпрK_ба = 0,1мг/л·5 хв.·0,3 = 0,15 мг.

4. 
   порівнюють отриману у п. 3 величину М з даними табл. 6.2.3.1 (див. додаток до завдання 3):
   
   • 
     величина токсодози у три рази перевищує граничну токсодозу, але не досягає ефективної, тому перша допомога може включати такі процедури:
     
   • 
     часткову санітарну обробку ураженого;
     
   • 
     терапію хімічного дратування очей та слизових (за необхідністю);
     
   • 
     може застосовуватися засіб, що заспокоює.
     

5) визначається ризик загибелі людини у рік:

.

де Q(Δt) – частота подій у рік;

w – ймовірність загибелі людини від однієї події.
Додаток до завдання 3.
Таблиця 6.2.3.1

Величини токсичних доз аміаку та ймовірність

летального наслідку ураження

Токсична доза, мг/хв. л	Гранична	Ефективна	Така, що виводить із строю	Летальна
	1,0	15,0	45,0	100,0
Ймовірність летального наслідку	0	0	0,1	0,5

Перелік аналітичних залежностей для виконання завдання 3:

; t_бпр = t – Θ; М =·C·t_бпрK_ба;

Визначити ризик загибелі працівника, або його травмування важкої, середньої та легкої ступені в офісі, що розташований на n – му поверсі багатоповерхового цегляного без каркасного будинку, який потрапляє в осередок ураження вибуху суміші пропану з повітрям.

Вихідні дані:

• 
  причина ураження – дія негативних факторів вибуху паливо-повітряної суміші, які утворюються в наслідок зруйнування ємності під впливом землетрусу руйнівної потужності;
  
• 
  кількість пропану в ємності – Q, тон;
  
• 
  відстань від ємності до будинку − R, м;
  
• 
  частота землетрусу з інтенсивністю, що руйнує устаткування підприємства – один раз у 100 років.
  

Варіанти завдання – дивись табл. 6.2.4. Вихідні дані: Q = 100 т; R = 300 м; n – 1.

Таблиця 6.2.4

Варіанти завдання та значення параметрів n, Q, R.

Варіанти завдання	4,1	4,2	4,3	4,4	4,5	4,6	4,7
n	1	2	3	5	1	1	1
Q, тон	30	40	100	100	200	300	500
R, м	100	200	300	350	400	450	200

Порядок виконання завдання:

1. Визначають радіус зони детонації (зони I):

(м).

2. Обчислюють радіус зони дії продуктів вибуху (зони II):

R₂ = 1,7R₁ = 1,7·80 = 136 (м).

3. Знаходять радіус зони дії повітряної ударної хвилі (зони III)

R₃ = 300 (м).

4. Порівнюючи відстані від офісу до центру вибуху (R₃ = 300 м) із знайденими радіусами зони I (R₁ = 80 м ) і зони II (R₂ = 136 м), можна стверджувати, що будинок знаходиться в межах дії повітряної ударної хвилі (в зоні III).

5. 
   Визначають відносну величину х:
   

х = 0,24 R₃/R₁= 0,24·300/80=0,9.

Тобто x < 2.

Надмірний тиск повітряної ударної хвилі в районі офісу буде:

ΔΡ=700 / [3(1+29,8· x ³)^0,5–1] = 60 кПа.

Приймаючи до уваги, що зону поширення (дії) ударної хвилі розподіляють на п’ять складових з радіусами смертельних уражень та суцільних зруйнувань (R₁₀₀) і надмірним тиском на зовнішній межі ΔР_ф1 ≥ 100 кПа; сильних зруйнувань (R₅₀) відповідно з ΔР_ф2 ≥ 50 кПа; середніх зруйнувань (R₂₀) з ΔР_ф3 ≥ 20 кПа, слабких зруйнувань (R₁₀) з ΔР_ф4 ≥ 10 кПа і безпечну зону (R₆₋₇). з ΔР_ф5 ≤ 6−7 кПа (за міжнародними нормами безпечна для людини ударна хвиля є така, що має ΔР_ф = 7 кПа), можна зробити висновок: офіс знаходитиметься в зоні сильних зруйнувань (ΔРф = 60 > 50 кПа).

Тоді ймовірність ураження працівника з летальним наслідком буде 0,9.

6. 
   Розраховують ризик загибелі людини протягом року:
   

.

де Q(Δt) – частота подій у рік;

w – ймовірність загибелі людини від однієї події.
В результаті витоку побутового газу (пропану) в кухні з площею S м² і заввишки H м при температурі Т₀ К утворилася рівноважна пропано-повітряна суміш.

Визначити ймовірність залишитися живим мешканця, що знаходився в мить вибуху у даному приміщенні, для якого значення коефіцієнту негерметичності К₁.

Які заходи щодо першої допомоги ураженому доцільні в даному випадку?

Варіанти завдання – дивись табл. 6.2.5.

Таблиця 6.2.5

Варіанти завдання та значення параметрів Т₀ , К; Н, м; S, м³; К₁

Варіанти завдання	5,1	5,2	5,3	5,4	5,5	5,6	5,7
Т0 ,К.	293	293	293	293	293	293	293
Н, м	2,5	2,5	3.0	3.0	3.5	3.5	2.5
S, м3	10	12	15	20	25	30	20
К1	2	3	2	3	2	3	2

Порядок виконання завдання.

Вибухи газо і параповітряної суміші в замкнутих приміщеннях (в приміщеннях промислових і житлових будівель) починаються пошаровим окисленням суміші з дозвуковою швидкістю поширення полум'я (дефлограційного горіння). З підвищенням тиску і температури у приміщенні швидкість процесу збільшується й досягає значень в 1,5 − 2 рази більших, ніж при аналогічних вибухах у відкритому просторі.

Надмірний тиск ударної хвилі в приміщеннях можна визначити за формулою:

ΔР_ф = (М_г Q_г P₀ Z)/(V_в ρ_п С_п Т₀ К₁), (5.1)

де М_г – маса горючого газу, що потрапив у приміщення в результаті аварії, кг;

Q_г – питома теплота згоряння газу, Дж/кг, (табл. 5.1 додатку до завдання 5);

P₀ – початковий тиск в приміщенні (P₀ = 101 кПа);

Z – частка горючого газу, що приймає участь у вибуху (при виконанні розрахунків Z= 0,5);

V_в – вільний обсяг приміщення − 80% від його повного (V_п) обсягу, м³ .

Ρ_п – густина повітря до вибуху, кг/м³. При температурі повітря до вибуху − Т₀, в розрахунках пропонується приймати ρ_п – 1,225 кг/м³ ;

С_п− питома теплоємність повітря, Дж/(кг·⁰К); приймають, що С_п = 1,01·10³ Дж/(кг·⁰К);

К₁ – коефіцієнт, що враховує негерметичність приміщення та неадіабатичність процесу горіння, К₁ = 2 або 3;

Т₀ – початкова температура повітря в приміщенні, ⁰К.
Приклад. В результаті витоку побутового газу (пропану) в кухні з площею 10 м² і заввишки 2,5 м при температурі 20⁰С утворилася рівноважна пропано-повітряна суміш. Розрахувати надмірний тиск вибуху такої суміші при К₁= 2 і К₁ = 3.

Визначити ймовірність залишитися живим мешканця, що знаходився в мить вибуху у даному приміщенні, для якого значення коефіцієнту негерметичності К₁= 2 і 3.

Які заходи щодо першої допомоги ураженому доцільні в даному випадку?

Виконання завдання:

1. Визначають ΔР_ф за допомогою формули:

ΔР_ф = (М_г Q_г P₀ Z)/(V_в ρ_п С_В Т₀ К₁)

де М_г = ρ_п V_в;

V_в = 0,8V_п = 0,8·10·2,5 = 20 (м³);

М_г = V_в·ρ_п /К₁ = (20 ·1,225)/2 = 12,2 (кг).

За допомогою табл. 5.1 додатку до завдання 5 для пропано-повітряної суміші при Т₀ = 293 ⁰К визначають Q_г, яка дорівнює 2,8·10⁶ Дж/кг.

В розрахунках приймаються значення параметрів: Р₀ = 101 кПа; Z = 0,5 ; ρ_п= 1,225 кг/м³; С_п = 1,01·10³ Дж/(кг·⁰К).

Підставляють значення параметрів у формулу (5.1) і отримують:

ΔР_ф = 119 кПа при К₁ = 2; та ΔР_ф = 80 кПа при К₁ = 3.

2 Знайдені у п. 4 значення ΔРф порівнюють із значеннями цього параметру для зон смертельних уражень та суцільних зруйнувань і надмірним тиском ΔР_ф1 ≥ 100 кПа; сильних зруйнувань відповідно з ΔР_ф2 ≥ 50 кПа; середніх зруйнувань з ΔР_ф3 ≥20 кПа, слабких зруйнувань з ΔР_ф4 ≥10 кПа і безпечних умов з ΔР_ф5 ≤ 6−7 кПа . За міжнародними нормами безпечна для людини ударна хвиля є така, що має ΔР_ф = 7 кПа.

Висновок: в першому випадку приміщення опиняється в зоні суцільних зруйнувань, у другому – в зоні сильних зруйнувань.

Згідно характеристик визначених зон ураження ймовірність не ураження людини буде: в першому випадку –1–1 = 0, в другому – 1 – 0,9 = 0,1.

Перша допомога ураженим: в першому випадку – недоцільна; у другому така: протишокова терапія, зупинка кровотечі, відновлювання серцевої та дихальної діяльності, іммобілізація ушкоджених кісток, введення знеболюючих засобів, накладання стерильних пов’язок.


Додаток до завдання 5

Таблиця 6.2.5.1

Фізико-хімічні і вибухонебезпечні властивості деяких речовин

Речовина	ρ, кг/м3	Рmax, МПа	Q, МДж/кг	КМВ з повітрям, %	Ρс, кг/м3	Qс, МДж/кг	Yс	D, м/с	WTc
Метан	0,716	0,72	50,0	5,0-16,0	1,232	2,76	1,256	1750	0,527
Пропан	2,01	0,86	46,4	2,1-9,5	1,315	2,80	1,257	1850	0,535
Бутан	2,67	0,86	45,8	1,8-9,1	1,328	2,78	1,270	1840	0,486
Ацетилен	1,18	1,03	48,2	2,5-81	1,278	3,39	1,259	1990	0,651
Оксид вуглецю	1,25	0,73	10,1	12,5-74,0	1,280	2,93	1,256	1840	0,580
Аміак	0,77	0,60	18,6	15,0-28,0	1,180	2,37	1,248	1630	0,512
Водень	0,09	0,74	120,0	4,0-75,0	0,933	3,42	1,248	1770	0,648
Етилен	1,26	0,886	47,2	3,0-32,0	1,285	3,01	1,259	1880	0,576

С_п− питома теплоємність повітря, Дж/(кг·⁰К); для розрахунків приймають: С_п = 1,01·10³ Дж/(кг·⁰К).
ЗАВДАННЯ 4