Расчет поражающего действия светового излучения
РГР № 1. Оценка обстановки при наземном ядерном взрыве
Различают следующие виды взрывов: физические, химические, ядерные. Каждые из них имеют свои поражающие факторы. Из всех взрывов ядерный взрыв характеризуется большим количеством поражающих факторов, поэтому он является наиболее опасным взрывом.
Ядерные взрывы могут быть не только в военное время, но и в мирное.
Ядерные взрывы могут быть высотными (на высоте более 18 км от поверхности от Земли), воздушными (на высоте от 8 до 12 км), наземными (надводными) (на высоте до 8 км от поверхности Земли), а также подземными (подводными). Наиболее опасным ядерным взрывом является наземный. В мирное время наблюдаются только наземные ядерные взрывы при техногенных авариях в лабораториях, на атомных электростанциях, на военных складах ядерных боеприпасов и др.
Поражающие факторы наземного ядерного взрыва
Энергия наземного ядерного взрыва распределяется на поражающие факторы следующим образом:
- на ударную воздушную волну – 50%,
- световое излучение – 35%,
- радиоактивное загрязнение местности – 10%,
- проникающую радиацию – 3% и др.
Задание.
Изучить, дать качественную характеристику и рассчитать количественную величину основных поражающих факторов наземного ядерного взрыва, определить степень последствий.
И сходные данные
Исходные данные (индексы) приведены в таблице 1.
Расшифровка данных (индексов):
|
|
|
1 – радиус города (R), км,
2 – расположение объекта относительно центра города по азимуту (А), град.,
3 – расстояние (удаление) объекта от центра города (r), км,
4 – мощность ядерного боеприпаса (тротилового эквивалента) (Q), кт,
5 – место взрыва – центр города,
6 – направление ветра – от центра взрыва на объект (по азимуту),
7 – скорость ветра, км/ч,
8 – наименование объекта (цеха): литейный (Л), механический (М), сборочный (С), электроцех (Э).
Механический цех (М): зда ние – одноэтажное из сборного железобетона (ж/б), оборудование – станки, наружные энергетические системы (НЭС) – кабельные линии (КЛ), воздушные линии высокого напряжения (ВЛ).
Литейный цех (Л): здание – кирпичное бескаркасное с ж/б перекрытием, оборудование – крановое, НЭС – КЛ.
Сбороч ный цех (С): здание – одноэтажное из сборного ж/б, оборудование – подъемно-транспортное, НЭС – ВЛ.
Электроцех (Э): здание – одноэтажное из сборного ж/б, оборудование – трансформаторы до 1 кВ, НЭС – ВЛ.
Таблица 1 – Исходные данные
| Индекс | Варианты | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||
| 1 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | ||
| 2 | 45 | 90 | 135 | 180 | 230 | 270 | 315 | 0 | 250 | 345 | ||
| 3 | 3,0 | 2,0 | 2,1 | 2,5 | 2,7 | 2,3 | 3,8 | 2,2 | 1,5 | 2,9 | ||
| 4 | 300 | 200 | 100 | 200 | 300 | 100 | 300 | 200 | 100 | 200 | ||
| 5 | Центр города
| |||||||||||
| 6 | От центра взрыва на объект | |||||||||||
| 7 | 25 | 50 | 25 | 50 | 25 | 50 | 25 | 50 | 25 | 50 | ||
| 8 | М | Л | С | Э | М | Л | С | Э | М | Л | ||
|
| ||||||||||||
| Индекс | Варианты | |||||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |||
| 1 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | ||
| 2 | 360 | 25 | 225 | 115 | 220 | 70 | 160 | 120 | 295 | 20 | ||
| 3 | 3,2 | 5,2 | 2,8 | 3,5 | 1,9 | 4,0 | 6,0 | 5,0 | 1,8 | 4,5 | ||
| 4 | 300 | 200 | 100 | 200 | 300 | 100 | 300 | 200 | 100 | 300 | ||
| 5 | Центр города | |||||||||||
| 6 | От центра взрыва на объект | |||||||||||
| 7 | 25 | 50 | 25 | 50 | 25 | 50 | 25 | 50 | 25 | 50 | ||
| 8 | С | Э | М | Л | С | Э | М | Л | С | Э | ||
|
| ||||||||||||
| Индекс | Варианты | |||||||||||
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |||
| 1 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | ||
| 2 | 260 | 100 | 275 | 310 | 185 | 80 | 150 | 175 | 320 | 60 | ||
| 3 | 3,6 | 5,3 | 1,7 | 4,4 | 3,1 | 4,9 | 3,9 | 4,1 | 2,4 | 5,5 | ||
| 4 | 300 | 200 | 100 | 300 | 200 | 100 | 300 | 200 | 100 | 300 | ||
| 5 | Центр города | |||||||||||
| 6 | От центра взрыва на объект | |||||||||||
| 7 | 25 | 50 | 25 | 50 | 25 | 50 | 25 | 50 | 25 | 50 | ||
| 8 | М | Л | С | Э | М | Л | С | Э | М | Л | ||
3. Методические указания к расчету поражающих факторов
3.1. Расчет поражающего действия ударной воздушной волны
Задание:
1. Раскрыть понятие – ударная воздушная волна.
2. Выполнить рисунок 1. На нем указать:
|
|
|
· место расположения объекта относительно центра города с учетом азимута;
· определить направление (часть света) действия поражающих факторов на людей и объект;
3. Определить избыточное давление ударной воздушной волны (Ризб) на объекте по таблице 2.
4. Определить степень поражения людей на объекте.
5. Определить степень разрушения здания, оборудования и НЭС на объекте (таблице 3).
Методические у казания:
Понятие ударной воздушной волны раскрывается кратко в 1-2 предложения.
Рисунок выполняется на листе с указанием направления «север». Принято направление севера принимать верх листа. Место расположения объекта относительно центра города указывается на рисунке с учетом азимута (А), град. и расстояния (удаления) объекта от центра города (r), км. Азимут определяется по часовой стрелке от направления «север» путем откручивания размера угла в градусах соответствующего величине азимута по варианту. На линии азимута определяем месторасположение объекта на расстоянии (удалении) объекта от центра города (r), км. Схематично.
Поражающее действие ударной воздушной волны определяется избыточным давлением во фронте ударной воздушной волны (Ризб), которое зависит от мощности боеприпаса (Q) и расстояния объекта от центра взрыва (r). Избыточное давление на объекте на определенном расстоянии от взрыва можно рассчитать по таблице 2. Пример расчета приводится после таблицы 2.
|
|
|
Таблица 2 – Определение расстояния от центра наземного взрыва по избыточному давлению во фронте ударной воздушной волны
| Мощность боеприпаса, кт | Расстояние от взрыва R (км) по избыточному давлению Ризб (кПа) | ||||||
| 10 кПа | 20 кПа | 30 кПа | 40 кПа | 50 кПа | 60 кПа | 100 кПа | |
| 100 | 5,2 | 3,2 | 2,5 | 2,2 | 1,9 | 1,7 | 1,2 |
| 200 | 6,4 | 3,8 | 3,1 | 2,6 | 2,2 | 2,1 | 1,5 |
| 300 | 7,3 | 4,4 | 3,6 | 3,1 | 2,9 | 2,5 | 1,7 |
Пример расчета Ризб:
Допустим имеем следующие данные для расчета: Q = 100 кт, r = 2 км. По таблице 2 расстояние 2 км находится в интервале от 2,2 км до 1,9 км. Необходимо определить, как изменяется давление на шаге 0,1 км. Для этого вначале определяем чему равен интересующий нас интервал. Он равен 2,2 – 1,9 = 0,3 км, что составляет 0,1х3. Тогда получим изменение Ризб на 0,1 км: (50кПа – 40кПа):3 = 3,3 кПа. Если на расстоянии 1,9 км Ризб = 50 кПА (см. табл.2), то 2 км – это дальше от 1,9 км на один шаг размером 0,1 км, значит Ризб будет меньше в данном случае на 3,3 кПА, отсюда на объекте Ризб = 50кПа – 3,3кПа = 46,7 кПа. Или если на расстоянии 2,2 км Ризб = 40 кПА (см. табл.2), то 2 км – это ближе от 2,2 км на два шага по 0,1 км, значит Ризб будет больше в данном случае на 2х3,3 =6,6 кПА, отсюда на объекте Ризб = 40кПа +2х3,3кПа = 46,6 кПа. Значения отличаются значениями после запятой из-за погрешности, но должны совпадать в целой части.
Различаются следующие степени поражения людей:
легкие при Ризб. от 20 до 40 кПа,
средней тяжести – свыше 40 до 60 кПа,
тяжелые – свыше 60 до 100 кПа,
крайне тяжелые – свыше 100 кПа.
Степени разрушений для промышленных зданий, оборудования, H ЭС приводятся в табл. 3.
Таблица 3 – Степени разрушения объектов
| Характеристика объекта | Давление в кПа по степени разрушения | |||
| слабое | среднее | сильное | полное | |
| Здания | ||||
| 1. Кирпичное бескаркасное с ж/б перекрытием | 10-20 | 21-35 | 36-45 | более 45 |
| 2. Одноэтажное из сборного ж/б | 10-20 | 21-30 | 31-40 | более 40 |
| Оборудование | ||||
| 1. Крановое, подъемно-транспортное | 20-50 | 51-60 | 61-80 | более 80 |
| 2. Станки | 8-12 | 13-14 | 15-25 | более 25 |
| 3. Трнсформаторы до 1 кВ | 20-30 | 31-50 | 51-60 | более 60 |
| НЭС | ||||
| 1. Кабельные линии | 10-30 | 31-50 | 51-60 | более 60 |
| 2. ВЛ высокого напряжения | 25-30 | 31-50 | 51-70 | более 70 |
Расчет поражающего действия светового излучения
Адание
1. Раскрыть понятие – световое излучение (импульс) (СИ).
2. Определить величину светового импульса на объекте (таблица 4).
3. Определить степени ожога у людей и животных, находящихся на открытой территории объекта (таблица 5). Дать краткую характеристику степени ожога.
4. Определить, какие материалы от данного СИ будут воспламенены и при отсутствии тепла прекращают свое горение, а какие материалы будут иметь устойчивое горение (таблица 6).
5. Определить вид пожара к возникновению которого приведет СИ.
6. Определить продолжительность cветовогo импульса.
М етодические указания:
Величина cветовогo импульса на объекте зависит от вида взрыва, состояния воздушной среды (прозрачности), мощности боеприпаса и расстояния от взрыва. Для наземного взрыва и видимости до 10 км (слабой дымке) величину СИ на объекте экономики можно определить по таблице 4 аналогично расчету Ризб., зная мощность боеприпаса и расстояние от взрыва.
Таблица 4 – Определение расстояния от центра взрыва (км) по величине СИ
| Мощность взрыва, кт | Расстояние в км по величине СИ в кДж/м2 | ||||
| 4200 кДж/м2 | 1000 кДж/м2 | 640 кДж/м2 | 320 кДж/м2 | 160 кДж/м2 | |
| 100 | 0,8 | 1,5 | 2,1 | 3,1 | 4,2 |
| 200 | 0,9 | 2,1 | 2,5 | 3,6 | 5,2 |
| 300 | 1,0 | 2,4 | 3,1 | 4,3 | 6,4 |
Поражающее действие СИ возможно на людей, животных, вызывая ожоги (таблица 5), и на различные материалы, вызывая их обугливание, воспламенение или устойчивое горение (таблица 6).
Таблица 5 – Значение СИ, вызывающее ожог у людей и животных
| Степень ожога | Значение СИ, кДж/м2 | |
| Для людей | Для животных | |
| 1 | 80-160 | 80-250 |
| 2 | 161-400 | 251-500 |
| 3 | 401-600 | 501-800 |
| 4 | Свыше 600 | Свыше 800 |
Таблица 6 – Значение СИ по воздействию на материалы
| Наименование материала | Значение СИ, кДж/м2 | |
| Воспламенение | Устойчивое горение | |
| Ткань х/б темная | 250-400 | 580-670 |
| Резиновые изделия | 250-420 | 630-840 |
| Бумага, солома, стружка | 330-500 | 710-840 |
| Доска сосновая | 500-670 | 1700-2100 |
| Кровля мягкая (толь, рубероид) | 580-840 | 1000-1700 |
| Обивка сидений автомобиля | 1250-1450 | 2100-3300 |
Возгорание материалов приводит к возникновению пожаров: отдельных, сплошных, горение и тление в завалах.
Отдельные пожары возникают при СИ от 100 до 800 кДж/м2.
Сплошные пожары – от 801 до 2000 кДж/м2.
Горение и тление в завалах – свыше 2000 кДж/м2.
Продолжительность (Т, с) СИ определяется по формуле:
Т = Q 1/3,
где Q – мощность боеприпаса, кт.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 108; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!