Завдання 5

В результаті витоку побутового газу (пропану) в кухні з площею S, м² і заввишки H, м при температурі Т₀, К утворилася рівноважна пропано-повітряна суміш.

Визначити ймовірність залишитися живим мешканця, що знаходився в мить вибуху у даному приміщенні, для якого значення коефіцієнту негерметичності К₁.

Які заходи щодо першої допомоги ураженому доцільні в даному випадку?

Варіанти завдання – дивись табл. 6.2.5.

Таблиця 6.2.5

Варіанти завдання та значення параметрів т0 , к; н, м; s, м3; к1

Варіанти завдання	5,1	5,2	5,3	5,4	5,5	5,6	5,7
Т0 ,К.	293	293	293	293	293	293	293
Н, м	2,5	2,5	3.0	3.0	3.5	3.5	2.5
S, м3	10	12	15	20	25	30	20
К1	2	3	2	3	2	3	2

Порядок виконання завдання.

Вибухи газо і параповітряної суміші в замкнутих приміщеннях (в приміщеннях промислових і житлових будівель) починаються пошаровим окисленням суміші з дозвуковою швидкістю поширення полум'я (дефлограційного горіння). З підвищенням тиску і температури у приміщенні швидкість процесу збільшується й досягає значень в 1,5 − 2 рази більших, ніж при аналогічних вибухах у відкритому просторі.

Надмірний тиск ударної хвилі в приміщеннях можна визначити за формулою:

ΔР_ф = (М_г Q_г P₀ Z)/(V_в ρ_п С_п Т₀ К₁), (5.1)

де М_г – маса горючого газу, що потрапив у приміщення в результаті аварії, кг;

Q_г – питома теплота згоряння газу, Дж/кг, (табл. 5.1 додатку до завдання 5);

P₀ – початковий тиск в приміщенні (P₀ = 101 кПа);

Z – частка горючого газу, що приймає участь у вибуху (при виконанні розрахунків Z = 0,5);

V_в – вільний обсяг приміщення − 80% від його повного (V_п) обсягу, м³ .

Ρ_п – густина повітря до вибуху, кг/м³. При температурі повітря до вибуху − Т₀, в розрахунках пропонується приймати ρ_п – 1,225 кг/м³ ;

С_п − питома теплоємність повітря, Дж/(кг·⁰К); приймають, що С_п = 1,01·10³ Дж/(кг·⁰К);

К₁ – коефіцієнт, що враховує негерметичність приміщення та неадіабатичність процесу горіння, К₁ = 2 або 3;

Т₀ – початкова температура повітря в приміщенні, ⁰К.

Приклад. В результаті витоку побутового газу (пропану) в кухні з площею 10 м² і заввишки 2,5 м при температурі 20⁰С утворилася рівноважна пропано-повітряна суміш. Розрахувати надмірний тиск вибуху такої суміші при К₁ = 2 і К₁ = 3.

Визначити ймовірність залишитися живим мешканця, що знаходився в мить вибуху у даному приміщенні, для якого значення коефіцієнту негерметичності К₁ = 2 і 3.

Які заходи щодо першої допомоги ураженому доцільні в даному випадку?

Виконання завдання:

ΔР_ф = (М_г Q_г P₀ Z)/(V_в ρ_п С_В Т₀ К₁)

1. М_г = ρ_п V_в; V_в = 0,8V_п = 0,8·10·2,5 = 20 (м³);

М_г = V_в· ρ_п /К₁ = (20 ·1,225)/2 = 12,2 (кг).

2. За допомогою табл. 5.1 додатку до завдання 5 для пропано-повітряної суміші при Т₀ = 293 ⁰К визначають Q_г, яка дорівнює 2,8·10⁶ Дж/кг.

3. В розрахунках приймаються значення параметрів: Р₀ = 101 кПа; Z = 0,5 ; ρ_п= 1,225 кг/м³; С_п = 1,01·10³ Дж/(кг·⁰К).

4. Підставляють значення параметрів у формулу (5.1) і отримують:

ΔР_ф = 119 кПа при К₁ = 2; та ΔР_ф = 80 кПа при К₁ = 3.

5. Знайдені у п. 4 значення ΔРф порівнюють із значеннями цього параметру для зон смертельних уражень та суцільних зруйнувань і надмірним тиском ΔР_ф1 ≥ 100 кПа; сильних зруйнувань відповідно з ΔР_ф2 ≥ 50 кПа; середніх зруйнувань з ΔР_ф3 ≥20 кПа, слабких зруйнувань з ΔР_ф4 ≥10 кПа і безпечних умов з ΔР_ф5 ≤ 6−7 кПа . За міжнародними нормами безпечна для людини ударна хвиля є така, що має ΔР_ф = 7 кПа.

Висновок: в першому випадку приміщення опиняється в зоні суцільних зруйнувань, у другому – в зоні сильних зруйнувань.

Згідно характеристик визначених зон ураження ймовірність не ураження людини буде: в першому випадку –1–1 = 0, в другому – 1 – 0,9 = 0,1.

Перша допомога ураженим: в першому випадку – недоцільна; у другому така: протишокова терапія, зупинка кровотечі, відновлювання серцевої та дихальної діяльності, іммобілізація ушкоджених кісток, введення знеболюючих засобів, накладання стерильних пов’язок.

Додаток до завдання 5

Таблиця 6.2.5.1