Теоретические положения к выполнению расчета

Основные расчетные соотношения методики Токси-2

Для сценария 3 (полное разрушение оборудования, содержащего опасное вещество в жидком состоянии) характеристики выброса рассчитываются по следующим формулам:

Общая масса ОХВ Q₃ (кг) в оборудовании:

(1)

Далее [формулы (2)-(3)] приводятся основные расчетные соотно­шения для величин, входящих в выражение (1).

Масса газообразного ОХВ в первичном облаке при мгновенном вски­пании перегретого ОХВQ^г (кг) определяется по формуле

(2)

где α – объемнаядоля оборудования, заполненная газовой фазой;

Р– давлениев оборудовании, Па;

V— объем оборудования, м³;

Т — температура в оборудовании, °С.

[Формула (2) применяется, если заранее неизвестна величина Q^г].

Масса ОХВ, переходящая в первичное облако в виде газа при мгновенном вскипании перегретого ОХВ, определяется:

(3)

где Q^ж–масса жидкого ОХВ в оборудовании, кг; С_р- теплоемкость жид­кого ОХВ, Дж/кг/°С; Т_кип–температура кипения при давлении Р₀, °С;Т₃ - температура в оборудовании;∆Н_кип- теплота испарения жидкого ОХВ, Дж/кг.

Масса ОХВ, переходящая в первичное облако в виде аэрозоля, определяется:

(4)

Масса ОХВ, переходящая в первичное облако в виде газа при кипении пролива, определяется:

(5)

Где F- площадь поверхности пролива, м², принимается равной площади обвалования, а при отсутствии обвалования или незначительной массе выброса определяется по формуле

(6)

F_конт – площадь контакта с твердой поверхностью, м², эта площадь включает как боковую поверхность обвалования, так и подстилающую поверхность; при проливе на неограниченную поверхность F_конт=F; Т_п, λ_п, С_п, ρ_п – соответственно температура, теплопроводность, теплоемкость и плотность подстилающей поверхности (приводятся в приложении методики [1] для бетона, песка, льда); tкип – время, в течение которого ОХВ поступает в первичное облако из-за интенсивного кипения жидкого ОХВ за счет подвода тепла от подстилающей поверхности;

(7)

р_п – давление насыщенного пара, Па;

(8)

Расход ОХВ во вторичном облаке, образующемся при испарении ОХВ, кг/с:

(9)

Длительность испарения из пролива, с:

(10)

Плотность ОХВ в первичном облаке определяется:

(11)

(12)

Размер первичного облака ОХВ, м:

(13)

Начальный размер вторичного облака ОХВ при испарении из пролива, м:

(14)

Концентрация при прохождении вторичного облака (кг/м³), образующегося при истечении жидкого ОХВ из разрушенного оборудования, рассчитывается по формуле

(15)

где q_i^ж – расход ОХВ во вторичном облаке, образующемся при испарении

жидкого ОХВ из разрушенного оборудования в i-м сценарии, кг/с;

U — скорость ветра, м/с;

σ_x, σ_y, σ_z — величины дисперсии соответственно, вдоль осей х - нап­равление ветра, у — перпендикулярно оси направления ветра (в той же плоскости), z — по высоте;

t_i^ж –длительность испарения жидкого ОХВ из разрушенного обору­дования в i-м сценарии, с;

составляющая фактора метеорологического разбавления G_н(х,у,z) при непрерывном выбросе , а G_н(х,у,z,t) - при мгновенном выбросе.

Пространственная граница перехода от рассеяния непрерывного выброса длительностью t_i^жк рассеянию залпового выброса х_гр, м, опре­деляется:

(16)

В формулах (15), (17)-(19) R_i^ж,R_i^г,R_i^ги обозначены начальные размеры вторичных облаков при соответствующих сценариях выброса – истечение жидкого ОХВ из разрушенного оборудования, истечение газообразного ОХВ из разрушенного оборудования, истечение газообразного ОХВ из разрушенного оборудования в отсутствие пролива.

Максимальная концентрация (кг/м³)на поверхности земли при прохождении этого облака наблюдается на оси у=0, z=0 и вычисляется по формуле

(17)

где .

Концентрация при прохождении вторичного облака (кг/м³) образующегося при истечении газообразного ОХВ из разрушенного оборудования при наличии пролива, рассчитывается по формуле

(18)

где t_i^г– длительности истечения газообразного ОХВ из разрушенного оборудования, с;

q_i^г –скорость истечения газообразного ОХВ, кг/с.

Максимальная концентрация (кг/м³) на поверхности земли при прохождении этого облака наблюдается на оси у = 0, z=0(с_imax(х,0,0)) и аналогично приведенному выше (формула (17)], где в выражение соответственно подставляются величины q_i^г,R_i^г,t_i^г.

Концентрация при прохождении вторичного облака (кг/м³), образующегося при испарении ОХВ из пролива, рассчитывается по формуле

(19)

где q_i^и,t_i^и - расход ОХВ во вторичном облаке, образующемся из пролива, кг/с и длительность испарения ОХВ из пролива, с;

ρ_i^u - плотность ОХВ в начальный моментвремениво вторичном облаке, образующемся при испарении ОХВ из пролива, кг/м³.

Максимальная концентрация (кг/м³) на поверхности земли при про­хождении этого облака наблюдается на оси у=0, z=0 и вычисляетсяпо формуле

(20)

Составляющая токсодозы при прохождении вторичного облака (кг·с/м), образующегося при испарении ОХВ из пролива, равна

(21)

Максимальная составляющая токсодозы на поверхности земли (кг·с/м³) при прохождении этогооблака D_i^u_max наблюдается на оси у 0, z=0 при G_н(x,y,z)=G₀(x), определяется при подстановке соответствующих зна­чений в формулу (21).