13


Курс «Основы гражданской защиты в чрезвычайных ситуациях»


«АВАРИИ НА ПОЖАРООПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ»

    1. Общие сведения о пожарах.

      1. Физико-химические основы пожаров.

Согласно ГОСТу пожар это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Горение представляет собой слож­ный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождаемый интенсивным выделением тепла и световым излучением.

В основе горения в подавляющем большинстве случаев лежат быстротекущие химические реакции окисления сгораемых материалов кислородом воздуха, в первую очередь углерода с образованием СО2, и водорода с образовани­ем Н2О. При пожарах со свободным притоком воздуха его состав условно можно считать постоянным: 21% кислорода и 79% азота (по объему) или 23% и 77% (по весу).

Основной механизм распространения горения при пожаре - теплопере­дача. Это сравнительно медленный процесс, поскольку теплопроводность распространенных сгораемых веществ невысока. Ограничена и лучевая и конвективная теплопередача.

Для всех пожаров характерны:

-горение с выделением тепла и продуктов сгорания;

-газообмен, осуществляемый по механизму конвективных газовых по­токов, обеспечивающий приток кислорода воздуха в зону горения и отвод продуктов сгорания из нее;

-передача тепла из зоны горения в окружающее пространство, в том числе горючим материалам, без чего невозможен непрерывный процесс го­рения.

      1. Виды горения при пожарах.

Под воздействием тепла источника зажигания газы, жидкости, твер­дые вещества и пыли ведут себя поразному. При пожарах различают два основных вида горения: гомогенное и гетерогенное.

При гомогенном горении окислитель и горючее находятся в газовой фазе. Помимо того, что гомогенное горение имеет место при сгорании го­рючего газа, все горючие жидкости перед воспламенением испаряются, об­разуя газообразную среду. Большинство твердых веществ в процессе наг­рева при пожаре плавятся, разлагаются и испаряются, выделяя газообраз­ные фракции. Полученная любым из этих превращений газообразная среда смешивается с воздухом и горит.

При гетерогенном горении горючее находится в твердом состоянии, а окислитель в газообразном, и реакция окисления горючего происходит в твердой фазе. Твердые вещества, превращенные в пыль (угольную, метал­лическую, текстильную), при перемешивании с воздухом образуют пожа­ровзрывоопасные пылевоздушные смеси.

Поскольку при горении на пожарах роль окислителя чаще всего вы­полняет кислород воздуха, окружающего зону протекания химических реак­ций, интенсивность горения определяется не скоростью протекания этих реакций, а скоростью поступления кислорода из окружающей среды в зону горения.

      1. Зоны пожара.

В пространстве, в котором развивается пожар, условно рассматрива­ют три зоны: горения, теплового воздействия и задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в которой происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение.

Зоной теплового воздействия называется часть пространства примы­кающая к зоне горения,в которой тепловое воздействие приводит к замет­ному изменению состояния материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в ней людей без специальной защиты. Внешняя граница этой зоны соответствует температуре 60-70оС.

Зоной задымления называется часть пространства в которой от дыма создается угроза жизни и здоровью людей (статистика показывает, что большая часть людей на пожаре гибнет от удушья).

    1. Участвующие в горении вещества и характеризующие их параметры.

      1. Основные положения

По агрегатному состоянию участвующие в горении вещества подразде­ляют на газообразные, жидкие и твердые.

К газам относятся вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50оС равно или превышает 300кПа, или критическая тем­пература которых менее 50оС.

К жидкостям - вещества, температура плавления (каплепадения) которых менее 50оС.

К твердым - вещества с температурой плавления (каплепадения) 50оС и выше. В твердых ве­ществах особую группу составляют пыли, т.е. диспергированные вещества с размером частиц менее 850мкм.

По возможности возгорания вещества подразделяют на негорючие, трудногорючие и горючие. Негорючие (несгораемые) - это вещества и ма­териалы, не способные гореть на воздухе. Трудногорючие (трудносгораемые) - это вещества и материалы, способные возгораться в воздухе от источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления. Горючие (сгораемые) - это вещества и материалы способные са­мовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоя­тельно гореть после его удаления.

Из группы горючих веществ выделяют легковоспламеняющиеся вещества и мате­риалы, т.е. такие, которые способны воспламеняться от кратковременного (до 30 секунд) воздействия источника зажигания с низкой энергией (пла­мя спички, искра, сигарета и т.п.). К легковоспламеняющимся относятся жидкости с температурой вспышки не выше 61 град.С в закрытом тигле или 66 град.С в открытом тигле.

Вспышка - быстрое горение горючей смеси, не сопровождающееся об­разованием сжатых газов и не переходящее в стационарное горение.

Температурой вспышки называется самая низкая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверх­ностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника за­жигания, но скорость их образования еще недостаточна для возникновения устойчивого горения.

Температурой воспламенения называется наименьшая температура ве­щества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает устой­чивое пламенное горение.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура вещест­ва, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение экзотермических реакций, заканчивающееся пламенным горени­ем. Эта температура, не являясь физико-химической константой, сущест­венно зависит от формы и объема вещества, а также ряда других факто­ров. Поэтому для определения температуры самовоспламенения использует­ся специальная установка, описанная в ГОСТ.

      1. Параметры пожаров.

К основным параметрам пожара относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, скорость распространения пожара, температура пожара, интенсивность выделения тепла и др.

Пожарная нагрузка характеризует энергетический потенциал сгорае­мых материалов, приходящийся на единицу соответствующей площади (пола или участка земли). Пожарная нагрузка измеряется в единицах энергии или количества сгораемых материалов (в пересчете на древесину) на единице площади, например, Дж/м.кв (при пересчете на энергию, выделяющуюся при горении) или кг/м.кв (в пересчете на древесину - исходя из того, что при сгора­нии одного кг древесины выделяется 18,8 МДж энергии).

Пожарная нагрузка помещения состоит из постоянной (все сгораемые конструкции сооружения) и временной (находящиеся в помещении материа­лы). В зданиях пожарная нагрузка каждого этажа определяется отдельно и лимитируется соответствующими нормативами.

Массовая скорость выгорания - потеря массы горящего материала в единицу времени. Она зависит от отношения площади поверхности горения веществ к их объему, плотности упаковки, условий газообмена и других причин. (Например, скорость выгорания мебели 50 кг/м.кв.ч, бревен и крупных деревянных элементов 25 кг/м.кв.ч ; пиломатериалов в штабелях 400 кг/м.кв.ч). Чем больше скорость выгорания,тем выше температу­ра,развиваемая при пожаре.

Скорость распространения пожара определяется скоростью распрост­ранения пламени по поверхности горючего материала. Она зависит от мно­гих факторов (вида материала, способности к воспламенению, начальной температуры, направления газового потока, степени измельчения материа­ла и др.). Кроме того она непостоянна во времени. На практике при про­ведении расчетов пользуются средними значениями этого параметра:

при горении легковоспламеняющихся горючих жидкостей 30 м/мин,

по штабелям пиломатериалов 4 м/мин,

по деревянным покрытиям 1 м/мин,

по пустотам деревянных конструкций до 2 м/мин.

Скорость распространения пламени по поверхности материалов варь­ируется в широких пределах в зависимости от угла наклона этой поверх-

ности к горизонтали. При угле наклона 90 градусов скорость распростра­нения пламени вниз меньше указанных значений в 2 раза, а вверх - в 8-10 раз больше.

При увеличении температуры скорость увеличивается, а при достиже­нии температуры самовоспламенения материалов их поверхность охватыва­ется пламенем почти мгновенно.

Значения скорости распространения пламени в различных газах при атмосферном давлении и комнатной температуре приведены ниже.

Углеводородо-воздушные смеси 0,3 -0,5 м/с 18-30 м/мин

Водородо-воздушная смесь 2,8 м/с 168 м/мин

Водородо-кислородная смесь 13,8 м/с 828 м/мин

Ацителено-кислородная смесь 15,4 м/с 924 м/мин

Под температурой внутреннего пожара понимают среднеобъемную тем­пературу газовой среды помещения, а для открытого пожара - температуру пламени, поэтому температура внутренних пожаров, как правило, ниже чем открытых.

В практике проведения различных оценочных расчетов (например при оценке огнестойкости конструктивных элементов зданий) широко ис­пользуется понятие "стандартный пожар". При "стандартном пожаре" изме­нение температуры T во времени t описывается эмпирической формулой, полученной усреднением натурных измерений:

T(t) ОС= A + 345 lg(8t+1) ,

где А - температура в помеще­нии до начала пожара в ОС, t - в минутах.

Формула рекомендована международной организацией по стандартизации ИСО для оп­ределения T при "стандартном пожаре". Результат расчетов по этой формуле дает следующие значения :

часы

минуты

ТоС


часы

минуты

ТоС

0

5

576


1

30

1006

0

15

738


2

00

1049

0

30

841


3

00

1110

0

50

915


4

00

1153

1

00

945


5

00

1186

Интенсивность выделения тепла определяется массовой скоростью выгорания горючих материалов и их теплосодержанием. Она равна теплу, вы­деляющемуся при пожаре за единицу времени.

      1. Классификация пожаров.

В зависимости от вида горящего материала различают пожары классов А, В, С, Д.

При пожарах класса А - горят твердые вещества,

класса В - горят жидкости,

класса С - горят газы,

класса Д - горят металлы.

Каждый из рассмотренных классов делится на подклассы.

По признаку изменения площади пожары делятся на распространяющие­ся и нераспространяющиеся.

По масштабу различают отдельный пожар (горит одно здание или одно сооружение),сплошной пожар (одновременное горение преобладающего числа зданий и сооружений на данном участке застройки), массовый пожар (со­вокупность отдельных и сплошных пожаров). При слабом ветре массовый пожар может перейти в огненный шторм (образование одного гигантского турбулентного факела и радиального притока воздуха).

По условиям массо и теплообмена с окружающей средой различают по­жары в ограждениях (внутренние пожары) и на открытой местности ( отк­рытые пожары).

    1. Внутренние пожары.

      1. Общая характеристика внутренних пожаров.

Большинство внутренних пожаров,связанных с горением твердых мате­риалов начинается с возникновения открытого пламенного горения.

Вокруг зоны горения возникает конвективный газовый поток,обеспе­чивающий необходимый газовый обмен. Постепенно увеличивается темпера­тура горючего материала вблизи зоны горения, интенсифицируются физи­ко-химические процессы горения, растет факел пламени, локальное горе­ние переходит в общее.

При достижении температуры примерно 100 град С начинается разруше­ние оконных стекол и в связи с этим существенно изменяется газообмен (считается, что 1/3 проема окна работает на приток воздуха, а 2/3 - на вытяжку). Горение усиливается, тепло и пламя начинают выходить за пре­делы помещения, что может явиться причиной загорания соседних сооруже­ний.

Распространение пламени на соседние здания и сооружения возможно за счет излучения и переброса на значительные расстояния горящих конс­труктивных элементов (головни) или несгоревших частиц (искры). Извест­ны случаи, когда головни перебрасывало на расстояние свыше 200 м. На таком уровне пожар продолжается 20-30 и более минут, а затем интенсив­ность пожара постепенно падает. В последней фазе наступает догорание.

      1. Стадии пожара в помещении.

При пожарах в помещении выделяют три стадии - начальную, основную (развитую), конечную.

Начальная стадия - развитие пожара от небольшого источника зажи­гания до момента, когда помещение полностью охвачено пламенем.

Основная стадия - повышение среднеобъемной температуры помещения до максимальной. На этой стадии сгорает 80-90% объемной массы сгорае­мых материалов.

Конечная стадия - завершение процесса горения и снижение темпера­туры.

      1. Критическое время эвакуации.

За пределами помещений, в которых возник пожар, температура про­дуктов горения может оказаться неопасной для человека, зато содержание продуктов неполного сгорания в воздухе может стать опасным для жизни или здоровья. Это особенно характерно для высоких зданий и зданий ко­ридорной системы.

Опасность для человека наступает через 0,5 - 6 мин после начала пожара, поэтому при пожаре необходима немедленная эвакуация. Показа­тель опасности - время, по истечении которого возникают критические ситуации для жизни людей. Время эвакуации, при превышении которого мо­гут сложиться такие ситуации, называется критическим временем эвакуа­ции.

Различают:

-критическое время по температуре (это время очень мало, т.к. опасная для человека температура невелика и составляет 60 градС);

-критическое время по образованию опасных концентраций вредных ве­ществ (скорость распространения продуктов сгорания по коридорам 30 м/мин);

-критическое время по потере видимости (задымлению).

Основная причина гибели людей при пожарах - удушье. Потери от удушья составляют 60-70%, от ожогов - 10-15%, от обрушений или падений - 3%.

Необходимость срочной эвакуации определяется также тем обстоя­тельством, что пожары могут сопровождаться взрывами, деформациями и обрушиванием конструкций, вскипанием и выбросом различных жидкостей, в том числе легковоспламеняющихся и сильно ядовитых.

    1. Открытые пожары.

      1. Определение

К открытым пожарам относятся пожары газовых и нефтяных фонтанов, складов древесины, пожары на открытых технологических установках, лес­ные, степные, торфяные пожары, пожары на складах каменного угля и др.

Общей особенностью всех открытых пожаров является отсутствие на­копления тепла в газовом пространстве зоны горения. Теплообмен проис­ходит с неограниченным окружающим пространством. Газообмен не ограни­чивается конструктивными элементами зданий и сооружений, он более ин­тенсивен. Процессы, протекающие на открытых пожарах, в значительной степени зависят от интенсивности и направления ветра.

Зона горения на открытом пожаре в основном определяется распреде­лением горючих веществ в пространстве и формирующими зону горения кон­вективными газовыми потоками. Зона теплового воздействия - в основном лучистым тепловым потоком, так как конвективные тепловые потоки уходят вверх и мало влияют на зону теплового воздействия на поверхности зем­ли. За исключением лесных и торфяных пожаров зона задымления на откры­тых пожарах не существенно препятствует тушению пожаров. В сред­нем, максимальная температура открытого пожара для горючих газов сос­тавляет 1200 - 1350oС, для жидкостей 1100-1300oС и для твердых горючих материалов органического происхождения 1100-1250oС.

      1. Особенности пожаров нефтепродуктов.

Особенность пожаров нефтепродуктов состоит в возникновении таких явлений, как вскипание и выброс.

Под вскипанием понимается переход в пар большого количества мел­ких капелек воды, находящейся в нефтепродукте и связанное с этим обра­зование на поверхности жидкости пены, которая может переливаться через борт резервуара, распространяя горение на соседние объекты.

Выброс - это мгновенный переход в пар воды, находящейся на дне резервуара, образование повышенного давления и выбрасывание горящей жидкости из резервуара.

К выбросу способны, главным образом, темные нефтепродукты - нефть, содержащая 3,8% влаги, и мазут, содержащий до 0,6% влаги. Необ­ходимыми условиями для выброса являются наличие на дне резервуара во­дяной подушки и прогрев всей массы нефтепродукта до его раздела с во­дой до температуры 100 градС. При выбросах нефтепродуктов может накры­ваться площадь в несколько гектар.

    1. Классификация ПВОО по подверженности пожарам.

Пожаровзрывоопасные объекты (ПВОО) это такие промышленные объекты и средства транспорта, на которых производятся, хранятся или транспор­тируются продукты, способные к возгоранию и (или) взрыву.

      1. Классификация зданий и сооружений по подверженности пожарам.

В соответствии со СНиП 2.01.02-85 здания и сооружения по степени огнестойкости подразделяются на пять степеней в зависимости от возмож­ности возгорания их конструктивных элементов:

1 степень - все конструктивные элементы несгораемые с высокой ог­нестойкостью (1,5-3часа),

2 степень -тоже несгораемые, но с меньшей огнестойкостью,

3 степень -здания у которых основные несущие конструкции несгора­емые, а междуэтажные и чердачные перекрытия, перегородки - трудносго­раемые,

4 степени - все конструкции трудносгораемые,

5 степень - все конструкции сгораемые.

      1. Классификация производственных объектов по взрыво и пожарной опасности.

В соответствии с тем,какие вещества используются, перерабатывают­ся или хранятся в производственных зданиях, все производства по взры­воопасной и пожарной опасности делят на пять категорий - А,Б,В,Г,Д.

А - производства, связанные с применением веществ, взрыв и горе­ние которых могут последовать в результате взаимодействия с водой, кислородом воздуха или друг с другом, с температурой вспышки до 28oС (закрытые склады ЛВЖ, склады баллонов с горючим газом и т.п.).

Б - производства, в которых используются горючие пыли, волокна или воспламеняющиеся жидкости, способные образовывать взрывоопасные смеси с температурой вспышки 28-61oC (закрытые склады дизельного топ­лива, цистерны мазута в помещениях и др.).

В - производства, в которых используются горючие и трудногорючие жидкости и твердые вещества и материалы, способные гореть при взаимо­действии с водой, кислородом воздуха и друг с другом (пункты хранения угля и торфа и др.).

Г - производства, в которых используются несгораемые вещества и материалы, в горячем или раскаленном (расплавленном) состоянии (литей­ные, кузнечные, сварочные производства).

Д - производства, в которых используются несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии (механические производства,компрессорные станции).

    1. Тушение пожаров.

      1. Общие сведения о тушении пожаров.

Основными задачами при тушении пожаров являются защита жизни и здоровья людей, сохранение материальных ценностей от повреждений и ликвидация пожара.

Виды пожаров определяют собой целесообразные способы их тушения. Так тушение большинства пожаров в зданиях и сооружениях осуществляется с применением огнетушащих средств. В то же время тушение открытых по­жаров на больших площадях (лесных,степных) осуществляется с широким использованием полос ,опашки и т.п., а огнетушащие составы в этих слу­чаях применяются ограниченно.

      1. Принципы прекращения горения.

Прекращение горения осуществляется на основе следующих известных принципов:

-охлаждение реагирующих веществ,

-изоляция реагирующих веществ от зоны горения,

-разбавление реагирующих веществ до негорючих концентраций,

-химическое торможение реакции горения.

Охлаждение участвующих в горении веществ ведет к снижению актив­ности процессов, протекающих при горении, а затем и к их прекращению. В тепловой теории тушения пламени условно принято, что температурой потухания для большинства углеводородных горючих веществ и материалов является 1000oС.

Изоляция реагирующих веществ при горении основана на создании между зоной горения и горючим материалом или окислителем изолирующего слоя,что ведет к прекращению горения.

Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ в паро­газовую среду вводят вещества,которые способны разбавлять горючие пары или газы до негорючих концентраций или снизить содержание кислорода воздуха до концентраций, не поддерживающих горение (обычно ниже 14-16%). Наибольшее распространение этот принцип получил при тушении пожаров в относительно замкнутых помещениях, установках. При опреде­ленной концентрации реагирующих веществ температура газовой среды в помещении снижается и становится меньше температуры затухания. Горение прекращается.

Огнетушащие вещества химического торможения, подаваемые в горящее помещение или в зону горения, взаимодействуя с горящей средой образуют с ней либо негорючие, либо менее химически активные соединения. Наибо­лее широкое применение нашли соединения брома и фтора. Однако они час­то не отвечают требованиям нетоксичности.

На практике рассмотренные принципы прекращения горения обычно ре­ализуются комплексно.

      1. Периоды тушения пожаров.

В тушении пожара можно условно выделить периоды локализации и ликвидации пожара.

Пожар считается локализованным, когда нет угрозы людям и живот­ным, угрозы взрывов и обрушений, развитие пожара ограничено и обеспе­чена возможность его ликвидации имеющимися силами и средствами.

Пожар считается ликвидированным, когда горение прекращено и обес­печено предотвращение возобновления горения.

    1. Огнетушащие вещества.

      1. Классификация.

Огнетушащие вещества разделяются по агрегатному состоянию (жид­кие, пенные, порошковые составы, газы) и по реализуемому принципу прекращения горения ( четыре рассмотренных выше принципа прекращения горения - охлаждение, изоляция, разбавление, химическое торможение).

Наиболее широкое применение нашли огнетушащие составы, преоблада­ющими принципами действия которых являются охлаждение горящих веществ и изоляция реагирующих веществ от зоны горения.

Огнетушащие вещества должны: обладать высокой эффективностью ту­шения при малом их расходе, быть доступными, дешевыми и простыми в применении, не оказывать вредного воздействия на окружающую среду.

Рекомендуемые вещества тушения для различных пожаров приведены в ГОСТе 27331-87.

      1. Основные огнетушащие вещества.

Вода.

К жидким огнетушащим веществам в первую очередь относится вода и водные растворы. Вода получила наибольшее распространение в качестве огнетушащего вещества благодаря части ее свойств.

Вода универсальна, доступна, эффективна. Доминирующим принципом действия является охлаждение реагирующих веществ. Воду применяют при тушении кроме следующих редких случаев: водой нельзя тушить горючие вещества и материалы с которыми вода вступает в интенсивное химическое взаимодействие с выделением тепла и горючих компонентов (некоторые кислоты и щелочи).

Некоторые горючие жидкости (спирты, альдегиды и др.) растворимы в воде и, смешиваясь с ней, образуют менее горючие или негорючие жидкос­ти.

Водой нельзя тушить пожары с температурой выше 1800-2000oС, т.к. при таких температурах происходит диссоциация воды на водород и кисло­род, что интенсифицирует процесс горения. Однако большинство горючих материалов горит при более низких температурах. По указанной причине недопустимо применять воду при тушении горящих магния, цинка, алюминия и некоторых других металлов и сплавов.

Водой нельзя тушить пожары при которых не обеспечивается безопас­ность пожарных (например электроустановки под высоким напряжением).

Воду затруднительно применять при низких температурах, т.к. она обладает высокой температурой замерзания.

Кроме того отрицательными свойствами воды являются малая вязкость и высокое поверхностное натяжение, что приводит к плохой смачиваемости волокнистых веществ.

Водой затруднительно тушить горящие жидкости, имеющие меньшую плотность, чем плотность воды. Ввиду этого вода мало пригодна для ту­шения нефтепродуктов.

При тушении пожаров воду используют в виде струи, капель различ­ной степени дисперсности или пара.

Для снижения недостатков воды как огнетушащего средства в нее вводят добавки, например, поверхностно активные вещества.

Пены.

В практике пожаротушения широкое применение находят пены. Разли­чают химические и воздушно-механические пены.

Трудность получения химических пен, их дороговизна и токсичность ограничивают их применение.

Воздушно-механическая пена получается в результате механического перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом.

Пена характеризуется дисперсностью, вязкостью, теплопроводностью, электропроводностью, стойкостью. Отношение объема пены к объему ее жидкой фазы называется кратностью. Наиболее широко применяются пены кратности от 70 до 150.

Основное огнетушащее свойство пен - это изолирующая способность.

Порошковые огнетушащие составы.

Из порошковых огнетушащих составов (ПОС) в нашей стране наиболь­шее распространение получили ПОС на основе бикарбоната натрия и фосфа­та аммония.

Механизм прекращения горения с помощью ПОС разнообразен. Домини­рующий механизм зависит от вида горючего, режима горения, вида ПОС и др. причин.

ПОС прежде всего действует простым физическим разбавлением реа­гентов. При этом нагреваясь ПОС отнимают значительное количество тепла от реагирующих веществ.

Достоинством ПОС является их универсальность и высокая огнетуша­щая эффективность. Но они склонны к увлажнению при хранении, их сложно подавать в зону горения.

Диоксид углерода.

Для тушения некоторых горючих материалов применяется твердый ди­оксид углерода, который при нагревании переходит в газ, минуя жидкую фазу. Им тушат материалы, портящиеся от влаги. Механизм тушения заклю­чается в охлаждении горящих материалов и разбавлении продуктов их раз­ложения диоксидом углерода.

Газы.

Из числа газов при тушении пожаров находят применение диоксид уг­лерода, азот, водяной пар, реже гелий, аргон. При их применении наибо­лее часто реализуется принцип разбавления реагирующих веществ.

    1. Ядерный взрыв и его световое излучение как источник пожаров.

      1. Светящаяся область.

Под световым излучением ядерного взрыва понимается электромагнит­ное излучение оптического диапазона в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Энергия светового излучения поглощается поверхностями освещаемых тел, которые при этом нагреваются. Температу­ра нагрева зависит от многих факторов и может быть такой, что поверх­ность объекта обуглится, оплавится или воспламенится. Источником све­тового излучения является светящаяся область взрыва.

Эта область состоит из нагретых до высокой температуры паров конструкционных материалов боеприпаса и воздуха, а при наземных взры­вах - и испарившегося грунта.

Светящаяся область в своем развитии проходит три фазы - началь­ную, первую и вторую. Температура светящейся области за время ее существования изменяется от единиц до десятков тыс. град.К. Длительность свечения и размер светящейся области (табл.1) зависят от мощности ядерного взрыва.

Основным параметром, определяющим поражающую способность светово­го излучения ЯВ, является световой импульс.

Таблица 0.1. Характеристики светящейся области ЯВ к концу второй фазы свечения

Мощность ЯВ

Время свечения, сек

Диаметр, м

Сверх малая, до 1 Кт

Малая , до 10 Кт

Средняя , до 100 Кт

Крупная , до 1 Мт

Сверхкрупная, > 1 Мт

до 1

1-2

2-5

5-10

10-40

50-200

200-500

500-1000

1000-2000

2000-5000

      1. Световой импульс ЯВ.

Световой импульс ЯВ в некоторой точке пространства - это энергия светового излучения, падающая за все время свечения на единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению излучения.

Приближенно величина светового импульса может быть рассчитана по формуле:

(1)

где I -световой импульс, кДж/м.кв,

q -тротиловый эквивалент ЯВ, Кт,

R -расстояние от центра взрыва до данной точки, км ,

r -радиус светящейся области ,км ,

К -средний коэффициент ослабления излучения , км-1 ,

e -основание натуральных логарифмов.

Коэффициент ослабления излучения (табл.2) связан с дальностью видимости Двид соотношением:

К = 4/ Двид





Таблица 0.2. Значения Двид и К в различных условиях.

Условия видимости

Двид (км)

К

Очень хорошие

Хорошие для условий города

Редкий туман

Туман

40

10

4

2

0,1

0,4

1,0

2,0

      1. Воздействие светового излучения ЯВ на людей и объекты.

Поражение световым излучением заключается во временном или необратимом поражении зрения и ожогах различных степеней.

Поражение глаз световым излучением возможно трех видов: временное ослепление, которое может длиться до 30 мин., ожоги глазного дна, воз­никающие при прямом взгляде на светящуюся область, и ожоги роговицы и век.

Временное ослепление не требует специальной помощи. Днем оно проходит через 1 -5 минут, а ночью длится до 30 минут.

Ожоги. Различают четыре степени ожогов:

ожог первой степени характеризуется покраснением кожи и поверхностным отеком (2 - 4 кал/см2 или 85 -170 кДж/м2),

второй степени - образованием пузырей, (4 -10 кал/см2 или 170 -420 кДж/м2),

третьей степени - возникновением язв и поверхностным омертвлением кожи, (10-15 кал/см2 или420 -630 кДж/м2),

чет­вертой степени - обугливанием кожи и мышц, (свыше 15 кал/см2 или более 630 кДж/м2),


Воздействие светового излучения на элементы объектов вызывает их нагрев. Степень нагрева зависит от переданного тепла, времени воздейс­твия, конструкции элемента, теплоемкости и теплопроводности материа­лов. В большинстве случаев нагрев от светового излучения опасен воз­можными воспламенениями и последующими пожарами (табл.12.3).

Таблица 0.3. Характеристики воздействия светового импульса на различные материалы

Материалы

Световой импульс , кДж/м.кв


Воспламенение

Устойчивое горение

Бумага газетная

Сухие сено,стружка

Ткань х/б темная

светлая

Брезент палаточный

Доски сухие

Доски,окрашенные в белый цвет

темный цвет

Толь,рубероид

-

340-500

250-420

500-750

420-500

500-670

700-1900

250-420

590-840

130-170

710-840

590-670

840-1500

630-840

1700-2100

4200-6300

840-1200

1000-1700

      1. Защита от действия светового излучения.

Для защиты людей любой предмет, дающий тень является защитой. В некоторой степени может служить защитой светлая или плотная одежда (только при небольших импульсах).

Защита технических изделий и зданий из сгораемых материалов может проводиться по следующим направлениям:

применение теплоизолирующих покрытий;

использование защитных обмазок и вспучивающихся красок;

покраска изделий в светлые тона;

удаление легковоспламеняющихся элементов и т.д.



Рекомендуемые контрольные вопросы

  1. Общие сведения о пожарах: физико-химические основы пожаров, виды горения при пожарах, параметры и классификация пожаров.

  2. Внутренние пожары: общая характеристика внутренних пожаров, стадии пожара в помещении, критическое время эвакуации.

  3. Открытые пожары: определение, особенности пожаров нефтепродуктов.

  4. Классификация зданий и сооружений по подверженности пожарам.

  5. Классификация производственных объектов по взрыво- и пожароопасности.

  6. Тушение пожаров: принципы прекращения горения, периоды тушения пожаров.

  7. Огнетушащие вещества: классификация, свойства и особенности основных огнетушащих веществ.

  8. Ядерный взрыв и его световое излучение как источник пожаров: светящаяся область, световой импульс, воздействие светового излучения взрыва на людей и объекты.


Литература

  1. Федеральный закон РФ “О пожарной безопасности”, 1994г.

  2. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий”, М., АСВ, 1995г.

  3. Правила пожарной безопасности в РФ,М., 1994г.

  4. Левин А.В., Рафа П.И., Смирнов И.В. “Пожарно-профилактическая работа на промышленных предприятиях”, М., Стройиздат,1990г.

  5. Абдурагимов И.М. Физико-химические основы развития и тушения пожаров, М.1980

  6. Позик Я.С. Пожарная тактика, М. Стройиздат,1991г.



Факультет военного обучния


Случайные файлы

Файл
103080.rtf
84716.rtf
97515.rtf
31495.rtf
42637.rtf