основы теории риска (1). Сохранения жизни и здоровья работников
 Скачать 4.6 Mb.
|
Практическая работа № 10Оценка риска травмирования людей при авариях, сопровождающихсяпожарамиЦель работы: познакомиться с моделями оценки риска травмирования людей при пожарах и оценить риск по заданным условиям с помощью вероятностной модели и используя нормативные документы. Теоретические положения Основным поражающим фактором при пожаре является термическое воздействие, обусловленное тепловым излучением пламени. Термическое воздействие определяется величиной плотности потока поглощенного излучения qпогл (кВт/м2) и временем теплового излучения τ (с). Согласно детерминистской модели риск получения ожогов человеком зависит от дозы теплового воздействия, как представлено в табл. 10.1. Таблица 10.1 Характеристика ожогов кожи человека
При применении вероятностного подхода к определению поражающего фактора теплового воздействия на человека риск поражения определяют по пробит-функции (  ). Для случая летального исхода при термическом поражении используют следующее выражение для пробит-функции: , (1)где q – плотность потока теплового излучения, кВт/м2; τ (с) – время термического воздействия для случая пожара разлития и горения зданий, определяется по формуле  , (2)где τ0 – характерное время обнаружения пожара, с, допускается принимать 5 с; х – расстояние от места расположения человека до зоны, где плотность потока теплового излучения не превышает 4 кВт/м2 (безопасный уровень) (рис. 10.1); u – скорость движения человека, м/с, допускается принимать 5 м/c. Для случая огненного шара время термического воздействия равно времени существования огненного шара. При пожаре разлития необходимые расчетные параметры для оценки риска получаются следующим образом: плотность падающего теплового потока определяется по формуле  , (3)где φ – угловой коэффициент излучения с площадки на боковой поверхности пламени пожара разлива на единичную площадку, расположенную на уровне грунта, определяется по графику (рис. 10.2); qсоб – средняя по поверхности плотность потока собственного излучения пламени, кВт/м2 (табл. 10.2); R – расстояние от условного центра пожара разлития до человека, м, (рис. 10.1); r – радиус цилиндра пожара разлития, м. Таблица 10.2 Плотность потока собственного излучения пламени некоторых жидкостей
 Рис. 10.1. Геометрические параметры, используемые в расчете При нарушении герметичности сосуда, содержащего сжиженный горючий газ или жидкость, часть (или вся) жидкость может заполнить поддон или обваловку, растечься по поверхности грунта или заполнить естественную впадину. Если поддон имеет вертикальный внутренний откос, то глубину заполнения h (м) рассчитывают по формуле  , (4)где mж, ρж – масса (кг) и плотность (кг/м3) горючей жидкости соответственно; Fпод – площадь поддона, м2. Если нет защитных ограждений, то растекание идет по грунту и площадь ограничена естественными границами (дороги, канавы и т. д.), если необходимая информация отсутствует, то толщина разлившегося слоя принимается h = 0,05 м и определяют площадь разлития:  . (5)При расчетах форму пожара разлития принимают равной цилиндру, при этом в случае ветра наблюдается «накрытие» с подветренной стороны, которое может составлять 25‒50 % диаметра обвалования.  φ Рис. 10.2. Зависимость углового коэффициента излучения пламени (φ) от R/r Диаметр цилиндра пожара разлития зависит от площади разлития и определяется по формуле  (6)Геометрические параметры факела пожара разлития находятся по формуле Томсона:  , (7)где Wb – безразмерная скорость ветра, которая зависит от реальной скорости ветра и находится по формуле  , (8)v ‒ скорость ветра, м/c; ρп, ρв – плотность пара и воздуха соответственно, кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с2; D – диаметр зеркала пролива, м; mвыг – массовая скорость выгорания, кг/м2∙с, определяется экспериментально; для экспертной оценки для ЛВЖ и горючих жидкостей можно использовать приближенную формулу:  , (9)где  низшая теплота сгорания топлива, Дж/кг; Lисп – скрытая теплота испарения (кипения) жидкости, Дж/кг; С ‒ коэффициент, полученный экспериментально, С = 1,25∙10-6. Эмпирические коэффициенты формулы Томсона (а = 55, b = 0,67, с = ‒ 0,21) получены по результатам экспериментов, выполненных для широкого диапазона изменения параметров:  и  .Пример задачи: на нефтеперекачивающей станции расположен резервуар РВС-20000 в обваловке, имеющей квадратную форму со стороной 80 м. Высота обваловки рассчитана на удержание всего объема нефти, находящейся в резервуаре при аварийном разлитии. Фактический объем резервуара 19450 м3 и заполнен нефтью на 80 %. В результате разрушения резервуара и разлития нефти возник пожар. Скорость ветра 3 м/с. Определить риск поражения человека на различных расстояниях от очага возгорания. Молекулярный вес нефти 240 кг/кмоль; Lисп = 345,4 кДж/кг; tкип = 57 0С; ρн= 860 кг/м3; ρп= 8,8 кг/м3. Решение Нефть заполняет обваловку площадью Fобв = 802 = 6400 м2; найдем геометрические размеры пламени пожара разлития: диаметр зеркала разлива  массовая скорость выгорания  ;безразмерная скорость ветра  ;геометрические размеры пламени  ;L = 0,48∙90,3 = 43,4 м; найдем угловой коэффициент излучения (φ) для различных расстояний R от центра пламени, для этого по графику (рис. 10.2) возьмем линию L/r = 43/45 = 1; результаты представим следующей табл.:
найдем плотность потока падающего излучения qпад, кВт/м2, считая, что qсоб = 60 кВт/м2; результаты представим следующей табл.:
найдем риск смертельного поражения на разных расстояниях от границы пламени, результаты представим следующей табл.:
Вывод: безопасное расстояние для человека будет на расстоянии 225 м от очага возгорания. Порядок выполнения работы Познакомиться с основными теоретическими положениями работы. Получить задание от преподавателя, при решении задачи обратить внимание на указания к решению, приведенные после условия задачи. Выполнив задание, оформить отчет и сформулировать вывод о вероятности поражения людей и материальных ресурсов в анализируемой ситуации. Задания к практической работе Задача 1. На нефтеперекачивающей станции расположен резервуар РВС-20 000 в обваловке, имеющей квадратную форму со стороной 80 м. Высота обваловки рассчитана на удержание всего объема нефти, находящейся в резервуаре при аварийном разлитии. Фактический объем резервуара 19450 м3 и заполнен нефтью на 80 %. В результате разрушения резервуара и разлития нефти образовалось ПГВ облако, которое воспламенилось с образованием «огненного шара». Скорость ветра 3 м/с, температура воздуха 30 0С. Определить вероятность летального поражения человека на различных расстояниях от центра огненного шара (100, 150, 200 м). Молекулярный вес нефти 240 кг/кмоль; Lисп = 345,4 кДж/кг; tкип = 57 0С; ρн= 860 кг/м3; ρп= 8,8 кг/м3. Указания к решению задачи: для нахождения параметров огненного шара используйте приложение Д ГОСТа Р 12.3.047‒98 «Пожарная безопасность технологических процессов». Задача 2. В результате аварии автоцистерны, заполненной 6,8 ∙104 кг пропана, образовался огненный шар. Рассчитать вероятность гибели людей на расстоянии 250 и 500 м от центра огненного шара. Задача 3. Рассчитать вероятность гибели людей, находящихся на расстоянии 40 м от центра пожара разлития бензина, образовавшегося в результате пролива бензина на площадь 300 м2. Удельная массовая скорость выгорания бензина 0,06 кг/(м2∙с), плотность воздуха 1,2 кг/м3, ускорение свободного падения 9,8 м/с2. Указания к решению задачи: для решения задачи используйте приложение В ГОСТа Р 12.3.047‒98 «Пожарная безопасность технологических процессов». Контрольные вопросы Назовите основной поражающий фактор при аварии, сопровождающейся пожаром. Для чего при оценке риска поражения людей от пожара применяется пробит-функция? Как определяется безопасный уровень поражающего фактора по детерминистской модели? Как определяется безопасный уровень поражающего фактора по вероятностной модели? В чем отличие использования детерминистской и вероятностной моделей при оценке ущерба от пожара? |