Факторы, характеризующие опасность взрыва

В современных условиях разработка экономически оптимальных и эффективных противопожарных мероприятий немыслима без научно обоснованного прогноза динамики опасных факторов пожара (ОФП).

Прогнозирование ОФП необходимо:

- при разработке рекомендаций по обеспечению безопасной эвакуации людей при пожаре;

- при создании и совершенствовании систем сигнализации и автоматических систем пожаротушения;

- при разработке оперативных планов тушения (планировании действий боевых подразделений на пожаре);

- при оценке фактических пределов огнестойкости;

- и для многих других целей.

Современные методы прогнозирования ОФП не только позволяют заглядывать в «будущее», но и дают возможность снова «увидеть» то, что уже когда-то произошло. Другими словами, теория прогнозирования позволяет воспроизвести восстановить картину развития реально произодшего пожара, т.е. «увидеть» прошлое. Это необходимо, например, при криминалистической или пожарно-технической экспертизе пожара.

Современные методы прогнозирования ОФП не только позволяют "заглядывать в будущее", но и дают возможность снова "увидеть" то, что уже когда-то и где-то произошло. Другими словами, теория прогнозирования позволяет воспроизвести (восстановить) картину (ретроспективу) развития реально произошедшего пожара, т.е. "увидеть" прошлое. Это необходимо, например, при криминалистической или пожарно-технической экспертизе пожара.

Различают первичные и вторичные проявления ОФП.

Первичными опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности (согласно ГОСТ 12.1.004-91), являются:

- пламя и искры;

- повышенная температура окружающей среды;

- токсичность продуктов горения и термического разложения;

- дым;

- пониженная концентрация кислорода.

Вторичными опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности (согласно ГОСТ 12.1.004-91), являются:

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

- радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;

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

- опасные факторы взрыва по ГОСТ 12.1.010-76*, происшедшего вследствие пожара;

- огнетушащие вещества.

Основными факторами, характеризующими опасность взрыва, ГОСТ 12.1.010-76* «Взрывобезопасность общие требования» являются:

- максимальное давление и температура взрыва;

- скорость нарастания давления при взрыве;

- давление во фронте ударной волны;

- дробящие и фугасные свойства взрывоопасной среды.

Опасными и вредными факторами, воздействующими на работающих в результате взрыва, являются:

- ударная волна, во фронте которой давление превышает допустимое значение;

- пламя;

- обрушивающиеся конструкции, оборудование, коммуникации, здания и сооружения и их разлетающиеся части;

- образовавшиеся при взрыве и (или) выделившиеся из поврежденного оборудования вредные вещества, содержание которых в воздухе рабочей зоны превышает предельно допустимые концентрации.

С научных позиций первичные опасные факторы пожара являются физическими понятиями и, следовательно, каждый из них представлен в количественном отношении одной или несколькими физическими величинами. С этих позиций рассмотрим вышеперечисленные первичные ОФП.

С научных позиций опасные факторы пожара являются физическими понятиями и, следовательно каждый из них представлен в количественном отношении одной или несколькими физическими величинами. С этих позиций рассмотрим вышеперечисленные ОФП.

1. Пламя – это видимая часть пространстве (пламенная зона), внутри которой протекает процесс окисления (горения) и происходит тепловыделение, а также генерируются токсичные газообразные продукты и поглощается забираемый из окружающего пространства кислород.

По отношению к объему помещения, заполненного газом, пламенную зону можно рассматривать, с одной стороны, как «генератор», тепловой энергии, поступающей в помещение, токсичных продуктов горения и мельчайших твердых частицы, ухудшающих видимость. С другой стороны, пламенная зона потребляет кислород из помещения.

В связи с выше сказанным содержание понятия «пламя» представлено в количественном отношении следующими величинами:

- характерными размерами пламенной зоны (очага горения), например, площадью горения (площадью пожара) F_Г, м².

- количеством сгорающего за единицу времени горючего материала (скоростью выгорания) ψ, кг^. с^-1

- мощностью тепловыделения Q_пож.= ψ^.Q_н^р, где Q_н^р – теплота сгорания, Дж^.кг^-1

- количеством генерирумых за единицу времени в пламенной зоне токсичных газов ψ ^. l_i ^. кг^. с^-1 , где l_i – количество токсичного газа образующегося при сгорании

- количеством кислорода, потребляемого в зоне горения ψ ^. l_Т ^. кг^. с^-1, l_Т – количество кислорода для сгорания единицы массы

- оптическим количеством дыма, образующегося в очаге горения.

2. Повышенная температура окружающей среды и температура среды, заполняющей помещение, является параметром состояния. Физическое состояние этого параметра рассматривалось по дисциплинам ТГиВ, ФХОР и ТП, он обозначается Т, если используется размерность Кельвин или t, если используется размерность градусы Цельсия.

Примеры:

- температура окружающей среды при тушении газонефтяных пожаров

- при тушении кабельных туннелей, галерей и др. замкнутых помещений.

3. Токсичные продукты горения – этот фактор количественно характеризуется парциальный плоскостью (или концентрацией) каждого токсичного газа. Под токсичностью обычно понимают степень вредного воздействия химического вещества на живой организм (при горении полимерных материалов – высоко токсичные соединения, трудно предсказуемые классической химией и не всегда обнаруживаемые современными тех.средствами). В последнее время в печати – сведения о супертоксикантах – диоксинах. Эти ядовитые вещества могут образовываться при пожарах в кабельных туннелях, трансформаторах и на обычных городских свалках. Таким образом, широкий спектр токсичных продуктов горения и трудность установления свойств и состава компонентов парогазоаэрозольного комплекса, который мы просто и обычно называем дымом (Кабельный завод г.Шелехово). При нарушении транспортировки и передачи кислорода тканям развивается кислородная недостаточность (СО – угарный газ). Во время пожаров в зданиях, имеющих полимерные материалы, наибольшие содержания СО в дыме (1,3 – 5%) – эти концентрации намного больше смертельных (АЦИЗОЛ).

4. Пониженная концентрация кислорода в помещении. Этот фактор количественно характеризуется значением парциальной плоскости кислорода р₁ или отношением ее к плоскости газовой среды в помещении, т.е.

Все вышеперечисленные величины – являются параметрами состояния среды, заполняющей помещение при пожаре. Начиная с возникновения пожара в процессе его развития эти параметры непрерывно изменяются во времени, т.е. Т = Х(τ)

5. Дым — устойчивая дисперсная система, состоящая из мелких твёрдых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в газах. Дым — типичный аэрозоль с размерами твёрдых частиц от 10^-7 до 10^{-5 м. В отличие от пыли — более грубодисперсной системы, частицы дыма практически не оседают под действием силы тяжести. Частицы дыма могут служить. Процесс образования дисперсной среды, ухудшающей видимость, принято называть процессом дымообразования.}

ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫВЗРЫВА –

· максимальное давление и температура взрыва;

· скорость нарастания давления взрыва;

· дробящие и фугасные свойства взрывоопасной среды.

Для аварий со взрывами наибо­лее характерными поражающими факторами являются давление во фронте и импульс фазы сжатия ударной волны. Известные критерии поражения объектов ударной волной можно условно разделить на детерминированные и вероятностные. Для описания поражения при детерминированном подходе принято использовать так называемые P/I диаграммы.

Для кратковременных импульсных воздействий зачастую приемле­мым является использование только критических значений импульса ударной волны; для относительно длительных воздействий, типичных для дефлаграционных взрывов паровоздушных облаков, приемле­мым является использование критических значений избыточного давления АР положительной фазы ударной волны. Воздействие её на конструкции во многом определяется величиной т/Т, где т – время воздей­ствия положительной фазы ударной волны, Т – период собственных колебаний конструкции. При т/Т > 2,5 воздействие определяется величиной АР, при т/Т < 0,1 – импульсом ударной волны.

В качестве вероятностного критерия поражения людей и (или) зданий и сооружений используется понятие пробит-функция Рг.

3. Закрепление нового материала:

- требования к профессиональному отбору и обучению персонала связанному с обращением со взрывчатыми материалами;

- горение и детонация в разных агрегатных состояниях, парогазовых, дисперсных сред, взрывных веществ.