Максимальные значения параметров поражающих факторов ядерного взрыва, ожидаемых на объекте

Рисунок 1.1 – Определение минимального расстояния до вероятного центра взрыва

1.1 Максимальное значение избыточного давления во фронте ударной волны [взрыв – воздушный]

Находим вероятное минимальное расстояние от центра взрыва:

Находим избыточное давление ∆Р_ф по приложению №1. Так как необходимого значения расстояния в таблице нет, делаем интерполяцию табличных данных:

1.2Максимальное значение светового импульса [взрыв–воздушный]

Для вероятного минимального расстояния от центра взрыва R_x= 3,5км по приложению №4 находим максимальный световой импульс И_св.max.

Так как необходимого значения расстояния в таблице нет, производим интерполяцию табличных данных:

R_x1 = 3,3 км И_св.1 = 720 кДж/м²

R_x2 = 3,6км И_св.2 = 640 кДж/м²

1.3 Максимальное значение уровня радиации [взрыв – наземный]

Для вероятного минимального расстояния от центра взрыва R_x= 3,5 км и для боеприпаса мощностью 100 кт, скорости ветра – 40 км/ч по приложению 12 находим максимальное значение уровня радиации. Так как необходимого значения в таблице нет, делаем интерполяцию табличных данных:

R_x1 = 2км ∆Р_і1= 9350 Р/ч

R_x2 = 4км ∆Р_і2= 4000 Р/ч

1.4 Максимальное значение дозы проникающей радиации

Вероятное минимальное расстояние от центра взрыва: R_x= 3,5км.

По приложению №9 при мощности взрыва 100 кт находим значение уровня проникающей радиации Д_пр.max = 0 Р.

2 ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ ОБЪЕКТА К ВОЗДЕЙСТВИЮ УДАРНОЙ ВОЛНЫ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

1)Определяем максимальное значение избыточного давления, ожидаемого на территории предприятия. Для этого находим минимальное расстояние до возможного центра взрыва:

км

Затем по приложению 1 находим избыточное давление ΔP_ф на расстоянии 3,5 км для боеприпаса мощностьюq = 100кт при наземном взрыве (менее благоприятном). Так как необходимого значения расстояния в таблице нет, производим расчет изменения избыточного давления:

Это давление является максимальным ожидаемым на объекте.

2) Выделяем основные элементы транспортного цеха и определяем их характеристики. Основными элементами цеха являются: здание, технологическое оборудование, электросеть и трубопровод. Их характеристики берём из исходных данных и записываем в сводную таблицу результатов оценки (табл.2.1).

3) По приложению 2 находим для каждого элемента цеха избыточные давления, вызывающие слабые, средние, сильные и полные разрушения. Так, здание цеха с указанными характеристиками получит слабые разрушения при избыточных давлениях 7-10 кПа, средние – 10-15 кПа, сильные – 15-25 кПа, полные – 25-30 кПа. Эти данные отражаем в таблице по шкале избыточных давлений условными знаками.

Аналогично определяем и вносим в таблицу данные по всем другим элементам цеха.

4) Находим предел устойчивости каждого элемента цеха – избыточное давление, вызывающее средние разрушения. Здание цеха имеет предел устойчивости к ударной волне 10 кПа, станки легкие 12 кПа,электродвигатели мощностью до 2 кВт, открытые 40 кПа, наземные резервуары для ГСМ 20 кПа, грузовые автомобили и автоцистерны 30кПа, автобусы и специальные автомашины с кузовами автобусного типа 20кПа, гусеничные тракторы 40кПа, краны и крановое оборудование 30кПа, кабельные наземные линии 30кПа, трубопроводыназемные 20кПа.

5) Определяем предел устойчивости цеха в целом по минимальному пределу устойчивости входящих в его состав элементов. Сопоставляя пределы устойчивости всех элементов цеха, находим, что предел устойчивости транспортного цеха ΔP_{ф lim}= 10 кПа.

6) Определяем степень разрушения элементов цеха при ожидаемом максимальном избыточном давлении и возможный ущерб (процент выхода из строя производственных площадей и оборудования).

Результаты оценки устойчивости элементов цеха, степени их разрушения и процента выхода из строя приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Результаты оценки устойчивости цеха к воздействию ударной волны

Наименование цеха

Элементы цеха и их краткая характеристика

Степень разрушения при ∆Рф, кПа

Предел устой-чивости, кПа

Выход из строя при ∆Рфmax,,%

Примеча-ние

Транспортный

Здание – одноэтажное с металлическим каркасом, с крышей и стеновым заполнением из волнистой стали

Предел устойчивости транспортного цеха 10 кПа

Технологическое оборудование:   станки легкие;

электродвигатели мощн. до 2 кВт, открытые;

полные разрушения

наземные резервуары для ГСМ;

грузовые автомобили и автоцистерны;

автобусы и специальные автомашины с кузовами автобусного типа;

гусеничные тракторы;

краны и крановое оборудование

полные разрушения

КЭС Электроснабжение (кабельные наземные линии);

слабые разрушения

средние разрушения

полные разрушения

сильные разрушения

Трубопроводы (наземные)

Слабые разрушения Средние разрушения Сильные разрушения Полные разрушения

Для полного представления возможной обстановки на объекте и в районе его расположения целесообразно нанести на план местности границы зон разрушений в очаге ядерного поражения при заданной мощности боеприпаса.

Положение зон возможных разрушений в возможном очаге ядерного поражения показано на рисунке 2.1(поражения с центром на расстоянии R_x=3,5км от объекта при наземном взрыве мощностью q = 100кт). Приняты следующие обозначения радиусов зон разрушений:

R_сл= 5,2км – радиус внешней границы зоны слабых разрушений;

R_ср= 3,2км – то же, средних;

R_сил= 2,5км – то же, сильных;

R_пол= 1,9км – то же, полных.

ВЫВОДЫ:

1)Транспортный цех может оказаться в зоне слабых разрушений очага ядерного взрыва с вероятным максимальным избыточным давлением во фронте ударной волныΔР_фmax= 17,86 кПа, а предел устойчивости транспортного цеха к ударной волне 10 кПа, что меньше ΔР_фmax, а следовательно, цех не устойчив к ударной волне.

2) Возможный ущерб при максимальном избыточном давлении ударной волны, ожидаемом на объекте, приведёт к сокращению производства на 40 %.

3) Так как ожидаемое на объекте максимальное избыточное давление ударной волныΔР_фmax= 17,86 кПа, а пределы устойчивости цеха 10 кПа, то целесообразно повысить предел устойчивости транспортного цеха до 17,86кПа.

4) Для повышения устойчивости транспортного цеха к ударной волне необходимо: повысить устойчивость здания цеха устройством контрфорсов, подкосов, дополнительных рамных конструкций, уязвимые узлы кранов и кранового оборудования закрыть защитными кожухами, трубопроводы и кабельные линии закопать в землю.

3 ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ ОБЪЕКТА К ВОЗДЕЙСТВИЮ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

1) Определяем максимальный световой импульс и избыточное давление ударной волны, ожидаемые на территории объекта, для чего находим вероятное минимальное расстояние до возможного центра взрыва:

км

По приложению 4 находим максимальный световой импульс, а по приложению 1 – максимальное избыточное давление на расстоянии 3,5 км для боеприпаса мощностьюq = 100 кт при воздушном взрыве:

кДж/м²; кПа.

2) Определяем степень огнестойкости здания цеха. Для этого изучаем его характеристику, выбираем данные о материалах, из которых выполнены основные конструкции здания, и определяем предел их огнестойкости. По приложению 6 находим, что по указанным в исходных данных параметрам здание цеха относится к III степени огнестойкости. Результаты оценки, а также характеристики здания заносим в итоговую таблицу 3.1.

3) Определяем категорию пожарной опасности цеха. В соответствии с классификацией производства по пожарной безопасности (приложение 7), транспортный цех завода относится к категории В.

4) Выявляем в конструкциях здания цеха элементы, выполненные из сгораемых материалов, и изучаем их характеристики. Такими элементами в цехе являются: двери и окна – деревянные, окрашены в тёмный цвет.

5) Находим световые импульсы, вызывающие возгорания указанных элементов по приложению 5, в зависимости от мощности боеприпаса, элементов и их характеристики. Двери и окна при взрыве боеприпаса мощностью q = 100 кт воспламеняются от светового импульса 250кДж/м².

6) Определяем предел устойчивости цеха к световому излучению по минимальному световому импульсу, вызывающему возгорание в здании, и делаем заключение об устойчивости объекта. Пределом устойчивости транспортного цеха к световому излучению является И_св.lim= 250 кДж/м². Так как И_свlim<И_свmax, то транспортный цех не устойчив к световому излучению.

7) Определяем степень разрушения здания цеха от ударной волны при ожидаемом максимальном избыточном давлении по приложению 2. При ожидаемом на объекте максимальном избыточном давлении ударной волны в 22,5 кПа здание транспортного цеха получит сильные разрушения.

8) Определяем зону пожаров, в которой окажется цех. Исходя из того, что здание цеха может получить сильные разрушения, ожидаемый максимальный световой импульс на объект 666,7 кДж/м², а плотность застройки на объекте более 30 %, заключаем, что транспортный цех завода может оказаться в зоне сплошных пожаров.

Для наглядного отображения обстановки в районе объекта на план местности наносим границы зон пожаров при максимальном световом импульсе и избыточном давлении, ожидаемых на объекте (рис.3.1). При этом радиусы внешних границ зон отдельных и сплошных, пожаров находим по приложению 4 для световых импульсов 100 кДж/м² и 400 кДж/м² соответственно, так как задана мощность боеприпаса q = 100 кт. Граница зоны пожаров в завалах примерно совпадает с границей зоны полных разрушений, и поэтому, радиус зоны пожаров в завалах определяем по приложению 1 для избыточного давления ∆Р_ф=50 кПа.

Таблица 3.1 – Результаты оценки устойчивости цеха к воздействию светового излучения ядерного взрыва

Объект, элемент объекта	Степень огнестойкости здания	Категория пожарной опасности производства	Возгораемые элементы (материалы) в здании и их характеристики	Световой импульс, вызывающий воспламенение сгораемых элементов здания, кДж/м^2	Предел устойчивости здания к световому излучению, кДж/м^2	Разрушения зданий при ∆Рфmax	Зона пожаров, в которой может оказаться объект
Транспортный цех: здание – одноэтажное с металлическим каркасом, с крышей и стеновым заполнением из волнистой стали	III	В	Двери и окна - деревянные, окрашенные в тёмный цвет			Сильные	Зона сплошных пожаров

Положение зон пожаров в очаге ядерного поражения показано на рисунке 3.1.

На рисунке приняты следующие обозначения:

I – зона отдельных пожаров;

II – зона сплошных пожаров;

III – зона пожаров в завалах;

r_отк= 0,8 км – вероятное максимальное отклонение ядерного боеприпаса от точки прицеливания;

R_г= 4,3 км – расстояние от центра города до цеха;

R_I = 8,2км– радиус внешней границы зоны отдельных пожаров;

R_II = 4,6км – радиус внешней границы зоны сплошных пожаров;

R_III = 1,7км – радиус внешней границы зоны пожаров в завалах.

ВЫВОДЫ:

1) На объект при ядерном взрыве заданной мощностиq = 100 кт ожидается максимальный световой импульс И_св.max= 666,7 кДж/м² и избыточное давление ударной волны ∆Р_фmax=22,5 кПа, что вызовет сложную пожарную обстановку. Транспортный цех окажется в зоне сплошных пожаров.

2) Транспортный цех не устойчив к световому излучению. Предел устойчивости цеха – 250 кДж/м².

3) Пожарную опасность для цеха представляют двери и окна из дерева и окрашенные в тёмный цвет.

4) Целесообразно повысить предел устойчивости транспортного цеха до 666,7 кДж/м², проведя следующие мероприятия: заменить деревянные оконные рамы на металлические; оббить двери кровельной сталью по асбестовой прокладке; провести в цехе профилактические противопожарные меры.

Список литературы

1.Демиденко, Справочник, «Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения», К., изд. «Вища школа», 1989 г. (Главы - 7, 8, 9, 11,16).

2. Демиденко, «Повышение устойчивости работы объектов народного хозяйства в военное время», К., изд. «Вища школа», 1984 г. (Главы - 3, 4, 5, 7,12).

Дата добавления: 2015-08-20