Формулировка и решение задачи моделирования и оценки последствий аварийного выброса при разрушении цистерны с газообразном хлором с помощью методик Токси.

Исходные данные

С использованием программного комплекса Токси+^Risk (версия 4.2) провести моделирование и оценку последствий аварийного выброса при разрушении цистерны емкостью 36,8 м³ с газообразным хлором, находя­щимся под давлением 400 000 Па и температуре 0 °С.

Провести исследование динамики изменений размеров облака и характеристик опасного вещества в облаке, концентраций в ядре облака. Результаты моделирования свести в таблицу, провести сравнительный анализ последствий аварий и сделать выводы. Построить поля концен­траций и поля токсодоз. Получить графические зависимости зон поро­говой и смертельной токсодоз от категории устойчивости атмосферы.

Метеоусловия:

Атмосферное давление — 1,0133 бара

Температура воздуха — 20°С

Скорость ветра: 1,0 м/с

Подстилающая поверхность —центры больших городов (z₀=1.3)

Класс устойчивости атмосферы — А, В, С, D, Е, F

2.2. Ход расчета в ПК Токси+^Risk

В меню выбора модулей для проведения независимых расчетов по методикам вызываем модуль расчета Токси.В появившемся окне задаем исходные данные для расчета, как показано на рис. 2;

Сценарий развития аварии: 1 - ОВ- газ, полное разрушение оборудования.

Опасное вещество — Хлор. Количество ОВ задаем по объему, занимаемому веществом. Поэтому в окошке К-во вещ-ва <по объему, по массе> флажок устанавливаем, напротив, <по объему>.Объем емкости 36,8 м³.

Метеоклиматические параметры: скорость ветра — 1,0 м/с, темпера­тура воздуха 20°С, Н для скорости ветра — 10 м (по умолчанию), класс устойчивости — Инверсия F (проведем моделирование для худших ус­ловий).

Рис. 2. Окно Сценарий

Далее задаются все оставшиеся параметры: тип подстилающей поверхности – Центры больших поселков (z₁₀=1,3), температура поверхности – 20 °С, давление в оборудовании – 400 000 Па, температура в оборудовании – 0 °С, время экспозиции – 1 800 с.

Модуль Токси программного комплекса Токси+^Risk позволяет определить зоны по таким показателям, как:

· зоны смертельного и порогового поражения;

· зоны смертельного поражения по заданной вероятности;

· зоны, в которых будет наблюдаться превышение ПДК;

· концентрационные пределы воспламенения.

Также можно задать геометрические границы моделирования и раз­мер шага. Для этого необходимо перейти на вкладку Параметры расчета.В большинстве случаев специальных настроек параметров расчета не тре­буется, поэтому оставим все значения параметров по умолчанию.

Производим расчет нажатием на пиктограмму , результаты расчета появятся во вкладке Результаты расчета (рис. 3—рис. 5).

Для получения протокола расчета необходимо нажать на Протокол(рис. 6).

Для получения подробных сведений о полученных результатах расче­тов необходимо нажать пиктограмму .

На рис. 7 представлен фрагмент таблицы с результатами расчета по методике Токси—3.

Рис. 3. Границы зон поражения (методики Токси-3)

Рис. 4. Границы поражения по заданным пользователями вероятностям (методики Токси-3)

Рис. 5. Границы зон превышения ПДК (методика Токси-3)

Рис. 6. Фрагмент протокола расчетов

Рис. 7. Фрагмент таблицы расчетов

Для нанесения на план необходимо отметить интересующие зоны поражения, установив соответствующие флажки Нанести на план и нажать пиктограмму .

Результат нанесения изолиний пороговой и смертельной зон пораже­ния показан на рис. 8.

Для построения графика зависимости зон пороговых и смертельных поражений от классов устойчивости атмосферы воспользуемся функцией модуля Токси «Расчет по диапазонам», нажав на пиктограмму . Все основные значения, необходимые для варьирования, берутся из основного окна программы, ввода исходных данных (рис. 2). В качестве критерия анализа выбираем «Классы устойчивости» (рис. 9) и нажимаем пиктог­рамму . Полученные результаты представлены на рис. 9.

Рис. 8. Изолинии токсодоз, рассчитанных по методике ТОКСИ-3

Рис. 9. График зависимости зон пороговых и смертельных поражений от классов устойчивости атмосферы.

Полученные результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2

Наихудшими условиями распространения примеси являются ско­рость ветра 1 м/с и класс устойчивости атмосферы F.

Полученные результаты расчета могут быть сохранены в протокол в текстовом формате (рис. 6) и протокол в формате ЕХСЕL(рис. 7). Для удобства исследования сведем полученные значения в таблицы. Примеры фрагментов таких таблиц для классов устойчивости А и F представлены в таблице 3 и таблице 4 соответственно.

Таблица 3