Чрезвычайные ситуации мирного и военного времени

 

БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

 

КАФЕДРА  БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

 

Тема: Чрезвычайные ситуации мирного и военного времени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент____________________________

(Ф.И.О. студента)

группы ___________ факультета________________

Вариант_____________________________________

 

Проверил____________________________________

(должность, Ф.И.О. преподавателя)

 

Введение

 

На протяжении всей истории человечество создавало систему безопасности, сначала только в природной среде - биосфере,  позднее в новой искусственной среде обитания - техносфере, закономерности функционирования которой чаще всего неизвестны.

Технические системы и производства, созданные человеком,  привели к росту потенциальных опасностей для всего населения Земли.

К классу чрезвычайных ситуаций принято относить опасности, которые невозможно (землетрясения, цунами, извержение вулканов и пр.) или нецелесообразно по экономическим, соображениям предотвращать  (когда например, достигнут приемлемый уровень риска).

Абсолютной безопасности достичь невозможно, всегда существует остаточной риск, который и приводит к чрезвычайным ситуациям.

Снизить тяжесть последствий, заранее подготовить людей к возможности возникновения чрезвычайной ситуации, и быстро ликвидировать последствия - основные задачи, которые должны уметь решать руководители соответствующих подразделений.

Цель работы:

Научиться самостоятельно решать задачи по устойчивости объекта экономики к ударной волне при ядерном взрыве и взрыве газовоздушных смесей; к световому импульсу;  к радиоактивному заражению местности; к воздействию сильнодействующих ядовитых веществ.

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение избыточного давления и радиусов зон поражения

при ядерном взрыве

 

Размеры очага ядерного поражения зависят от мощности и вида ядерного взрыва, рельефа местности и метеоусловий, характера застройки.

Радиус зоны полных разрушений r1 (км) определяется по формулам:

 

- для воздушного взрыва  r1=0,35 ;                                               (1)

 

- для наземного взрыва     r1=0,4 ;                                                (2)

 

где q - мощность боезаряда, кт.

Зона сильных разрушений r2 с избыточным давлением во фронте ударной волны от 50 до 30 кПа характеризуется безвозвратными потерями (90%) среди населения, полным и сильным разрушением зданий и сооружений. Площадь зоны составляет 10% от площади очага.

Радиус зоны сильных разрушений r2 определяется по формулам:

 

- для воздушного взрыва   r2 =0.5 ;                                                 (3)

 

- для наземного взрыва      r2 =0.55 .     (4)

 

Зона средних разрушений r3 с избыточным давлением во фронте ударной волны от 30 до 20 кПа характеризуется безвозвратными потерями среди населения до 20%, средними и сильными разрушениями зданий и сооружений. Площадь зоны составляет 15% от площади очага.

Радиус зоны средних разрушений r3 определяется по формулам:

 

- для воздушного взрыва r3 =0.75 ;                                                 (5)

 

- для наземного взрыва    r3 =0.7 .      (6)

 

Зона слабых разрушений r4 c избыточным давлением во фронте ударной волны от 20 до 10 кПа характеризуется слабыми и средними разрушениями зданий и сооружений. Площадь зоны составляет 60% от площади очага.

Радиус зоны слабых разрушений r4 определяется по формулам:

 

- для воздушного взрыва r4 =1.4 ;                                                     (7)

 

- для наземного взрыва    r4 =1.1 .                                                     (8)

 

 

Задача № 1

 

Определить избыточное давление DРф (кПа) ядерного (вид взрыва задан), если расстояние от объекта до эпицентра взрыва Rх (км), а мощность боеприпаса  q (кт).

По избыточному давлению определить результат воздействия ударной волны на людей и рассчитать радиусы зон действия воздушной ударной волны.

На схеме отразить точку, в которой по результатам расчета находиться объект.

Определить предел устойчивости зданий, сооружений, оборудования  (задано), степень их разрушения. Результат оценки устойчивости объекта к воздушной ударной волне представить в виде таблицы, показав степени разрушения различной штриховкой. Исходные данные приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 — Исходные данные к задаче № 1

 

Вариант	Вид взрыва	Мощность боеприпаса q, кт	Расстояние до эпицентра Rх, км	Номера объектов и их элементов*
3	Наземный	3	0,57	1,3    2,7    3,3

 

Решение

 

1. Определяем избыточное давление взрыва в заданной точке по приложению Б. В столбце "Мощность боеприпаса" находим 3 кт (0,003 Мт),  по строке "Расстояние до центра взрыва" (наземный   взрыв - в знаменателе) находим 0?57 км. От этой цифры поднимаемся вверх по столбику и определяем избыточное давление взрыва на заданном расстоянии -   Рф = 50 кПа.

2. Определяем результат воздействия избыточного давления на людей. Избыточное давление Рф = 50 кПа  попадает в диапазон от 40 до 60 кПа и приводит к легким повреждениями (легкая контузия, временная потеря слуха, ушибы, ранения, вывихи).

3. Рассчитываем радиусы зон поражения по формулам (2, 4, 6, 8) для наземного взрыва:

  

  

4. Определим, в какой зоне оказался объект. Так как расстояние от объекта до эпицентра взрыва 0,57 км, объект находится в зоне сильных разрушений с радиусом по внешней границе 1,3 км (рисунок 1).

                                                                                              

                                                                                    

 

                                                                                    

 

 

 

 

 

      - зона полных разрушений;             - зона сильных разрушений;

      - зона средних  разрушений;            - зона слабых разрушений 

 

Рисунок 1 – Зоны разрушений в очаге ядерного поражения.

 

5. Определяем результаты воздействия ударной волны ядерного взрыва на объект (здания, сооружения, оборудование и коммуникации).Предел устойчивости определяем по нижней границе диапазона средних разрушений. Результаты представим в виде таблицы 2.

Таблица 2 – Результаты воздействия ударной волны ядерного взрыва на объект

 

№ п/п	Объекты и их элементы	Степень разрушения Рф кПа								Предел устойчивости, кПа	Избыточное давление ядерного взрыва, кПа	Заключение
		0	10	20	30	40	50	60	70
1.3	Здание: одноэтажное, кирпичное, бескаркасное перекрытие из железобетонных элементов									80	50	Средние разрушения
2.7	Электролампы в плафонах									60		Полные разрушения
3.3	Переносные радиостанции									50		Без разрушений

              - полные разрушения                    - сильные разрушения

 

               - средние разрушения                   - слабые разрушения

 

 

Выводы:

Объект находится в зоне сильных разрушений (Rх = 0,57 км).

Избыточное давление, равное 50 кПа,  приведет к легким повреждениям людей,  что выразится в легкой контузии,  временной потери слуха,  легких травмах, ушибах и  вывихах.

Здания получат средние разрушения,  оборудование – полное.

 

2. Определение устойчивости объекта к световому импульсу

 

Световое излучение – первичный поражающий фактор ядерного взрыва, приводит к пожарам в очаге ядерного поражения.

Под световым излучением ядерного взрыва понимается электромагнитное излучение, включающее в себя ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Время действия светового излучения и размеры светящейся области зависят от мощности взрыва: 1 тыс. т. – 1 секунда; 10 тыс. т. – 2,2 секунд;  100 тыс. т. – 4,6 секунд; 1 млн. т. – 10 секунд. Основной параметр излучения – световой импульс (Дж/м2). Световым импульсом называется количество прямой световой энергии, падающей на 1м2 поверхности за всё время свечения.  Световое излучение вызывает кожные ожоги 1, 2, 3, 4-й степеней и ожоги глаз трёх видов, временное ослепление (от 1 до 5 минут днём, 30 минут ночью), ожог глазного дна, роговицы, век.

Световое излучение приводит к пожарам,  а в сочетании с ударной волной к взрывам. Очаг ядерного поражения характеризуется тремя зонами пожаров: в завалах, сплошных и отдельных.

а) Для воздушного взрыва радиусы зон пожаров определяются по формулам:

- пожары в завалах    -   ;    

- сплошные пожары   - ;     

- отдельные пожары   - .    

б) Для наземного взрыва радиусы пожаров рассчитывают по формулам:

- пожары в завалах   -   ;    

- сплошные пожары   - ;      

- отдельные пожары  - ,    

где q – мощность ядерного боеприпаса, кт.

 

Задача № 2

 

Определить световой импульс ядерного взрыва Uсв, используя исходные данные по характеристике взрыва из задачи №1 (таблица 1). Оценить устойчивость объекта (характеристика объекта задана в таблице 3) к световому излучению ядерного взрыва по световому импульсу.

Определить степень огнестойкости и категорию производства, выявив сгораемые материалы, найти световые импульсы, вызывающие их возгорание. Результаты оформить таблицей.

Рассчитать радиусы внешних границ зон пожаров и определить место объекта. Вычертить расчетную схему. Определить результат воздействия светового излучения на человека и животное, используя приложения, для летнего и зимнего периода. Исходные данные к задаче приведены в таблице 3.

 

Таблица 3 – Исходные данные к задаче № 2

 

вариант	Характеристика элементов объекта				Наименование производства
	здание	перекрытие	кровля	двери и рамы
3	железобетонные	из деревянных досок	черепица	деревянные светлые	топливный склад

 

Решение

1. Используя исходные данные из  первой задачи, находим световой импульс наземного ядерного взрыва мощностью 3  кт на расстоянии 0,57 км от эпицентра: Uсв = 320 кДж/м².

2. Выбираем сгораемые материалы на объекте определяем световые импульсы, вызывающие их воспламенение. Данные заносим в таблицу 4.

 

Таблица 4 - Результаты оценки устойчивости объекту к световому излучению

 

Объект и его элементы	Возгораемые элементы, материалы	Световой импульс, вызывающий воспламенение, кДж/м²	Предел устойчивости, кДж/м²	Степень огнестойкости	Категория пожарной опасности производства	Зона пожаров для объекта
Здание железобетонное, перекрытие из деревянных досок	Доски светлые   Черепица   Доски неокрашенные	1800     700   600	600	3	А	Зона сплошных пожаров Rх = 0,57 км при q=0,57кт