Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Пожарная и промышленная безопасность (по отраслям)

Диссертационная работа:

Закиров, Анас Мазитович. Количественная оценка опасности поражения человека тепловым излучением при пожарах на химических и нефтехимических предприятиях : диссертация ... кандидата технических наук : 05.26.03 / Закиров Анас Мазитович; [Место защиты: Казан. гос. технол. ун-т].- Казань, 2011.- 107 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1926

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. На современных химических и нефтехимических предприятиях обращаются огромные количества энергонасыщенных веществ. Аварийные ситуации, связанные с разгерметизацией оборудования и возникновением пожаров, могут иметь катастрофические последствия для окружающей среды, обслуживающего персонала и населения рядом расположенных жилых территорий. Разработка мероприятий по обеспечению пожарной безопасности таких объектов, в соответствии с действующим законодательством (Федеральный закон №123 ФЗ от 22.07.2008 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», далее – «ФЗ-123»), должна базироваться на научно обоснованных методиках количественной оценки риска пожарной опасности, устанавливающих соответствие реальных рисков законодательно установленному предельному значению.

Задача оценки пожарных рисков является неотъемлемой частью процесса проектирования опасных производственных объектов, составления деклараций и паспортов безопасности, планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций, разработки инженерно-технических мероприятий по защите персонала и населения от возможных аварий и в ряде других случаев. В соответствии с регламентом РД 03–418–01 (2001), при анализе последствий аварий необходимо использовать модели протекания аварийных процессов, а также обоснованные критерии поражения людей и разрушения изучаемых объектов. Одним из основных опасных факторов на пожароопасных объектах является тепловое воздействие от пожаров-вспышек, огненных шаров, пожаров пролива горючих жидкостей, факельного горения истекающих из оборудования газов и паров. Основным механизмом теплопередачи от высокотемпературных источников к поражаемым объектам является при этом тепловое излучение.

При тепловом поражении людей возникает необходимость оказания безотлагательной догоспитальной помощи пострадавшим путем оперативного проведения организационно-технических мероприятий в условиях острого дефицита времени. Эффективность оказания помощи в конкретной чрезвычайной ситуации зависит от оперативности получения информации из Ситуационных Центров о количестве пострадавших и степени их поражения. Оперативность может быть достигнута за счет использования информационно-математических моделей. Создание таких моделей является сложной научно-технической проблемой, в решении которой необходима концентрация усилий специалистов в различных областях знаний: тепломассообмена, химической физики, светотехники, медицины, управления.

Однако, как отмечает главный редактор научного журнала «Проблемы анализа риска» А.А. Быков, «…методический аппарат оценки риска весьма далёк от совершенства. Применение методических рекомендаций может приводить к результатам, искаженным на порядки величин в ту или иную сторону». В этом же сообщении отмечается необходимость «…сопоставить принятые в нашей стране подходы с используемыми в мире».

В руководстве работой принимал участие канд. тех. наук, доцент Еналеев Р.Ш.

Состояние анализируемой проблемы и мотивировало выбор цели и задач настоящего исследования.

Целью работы является научное обоснование и гармонизация отечественных и зарубежных расчетных методик по анализу пожарного риска в части количественной оценки последствий воздействия теплового излучения на биообъекты для прогнозирования последствий аварийных ситуаций на предприятиях химической и нефтехимической промышленности.

В задачи исследования входило:

  1. Обоснование пробит-функций для прогнозирования термических ожогов различной степени тяжести.

  2. Построение математической модели процесса теплопередачи в структурных слоях кожного покрова и разработка алгоритма идентификации модели по опытным данным.

  3. На основе численного эксперимента обоснование нового температурного критерия вероятностного характера, определяющего условия возникновения термических ожогов.

  4. Повышение достоверности результатов проектных работ за счет гармонизации отечественных и зарубежных методов оценки опасности поражения человека тепловым излучением.

  5. Повышение эффективности выполнения проектных работ за счет применения автоматизированных вычислительных методов прогнозирования безвозвратных и санитарных потерь.

Научная новизна проведенных исследований состоит в следующем:

  1. Проведена гармонизация отечественных и зарубежных расчетных методов оценки поражающего воздействия теплового излучения с применением критериев порогового импульса и критической температуры.

  2. Обоснованы новые пробит-функции для прогнозирования порога болевого ощущения, ожогов I и III степеней с использованием зарубежных данных по тепловому поражению человека излучением с вероятностью 0,5.

  3. Разработана новая вычислительная модель процесса теплопередачи в структурных слоях кожного покрова человека, учитывающая оптические свойства кожи и скорость оттока тепла за счет кровообращения.

  4. Обоснован новый инвариантный к скорости нагрева критерий критической температуры в слое кожного покрова, расположенном на глубине 0,36 мм от поверхности, определяющий условия возникновения ожогов II степени для различной вероятности поражения.

  5. Предложен автоматизированный вычислительный метод прогнозирования безвозвратных и санитарных потерь при воздействии теплового излучения пожаров на химических и нефтехимических предприятиях.

Личный вклад автора состоит в сравнительном анализе и гармонизации отечественных и зарубежных методов количественной оценки опасности поражения человека тепловым излучением; идентификации параметров вычислительной модели и проведении вычислительного эксперимента по определению глубины термического поражения кожного покрова; обосновании пробит-функций для различных степеней термического поражения; разработке алгоритма автоматизированного расчета безвозвратных и санитарных потерь.

Основные результаты, выносимые на защиту:

результаты гармонизации отечественных и зарубежных методов количественной оценки последствий воздействия теплового излучения на человека;

инвариантный к скорости нагрева критерий критической температуры кожи в слое, расположенном на глубине 0,36 мм от наружной поверхности кожи;

пробит-функции для порога болевого ощущения, ожогов I и Ш степеней для расчета вероятности возникновения термических ожогов;

автоматизированный метод прогнозирования безвозвратных и санитарных потерь при воздействии теплового излучения пожаров.

Практическая значимость полученных результатов заключается:

в применении программно-вычислительного комплекса прогнозирования безвозвратных и санитарных потерь при различных сценариях аварийного выброса и горения углеводородного топлива,

в повышении достоверности результатов проектных работ за счет применения гармонизированных отечественных и зарубежных методов прогнозирования санитарных потерь при поражении человека тепловым излучением;

в повышении эффективности проектирования опасных производственных объектов в части анализа пожарного риска, разработки деклараций и паспортов промышленной безопасности, а также эффективности организационно-технических мероприятий по предотвращению и снижению тяжести последствий аварий в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Реализация и внедрение результатов работы. Программный продукт «Автоматизированный вычислительный комплекс по прогнозированию безвозвратных и санитарных потерь при воздействии теплового излучения пожаров», разработанный в диссертации, используется проектным институтом «Союзхимпромпроект» ГОУ ВПО КГТУ и ООО «Эксперт Бюро» при разработке Деклараций промышленной и пожарной безопасности и в расчетной части специальных разделов проектов ряда опасных производственных объектов, что подтверждено соответствующими документами.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Современные проблемы специальной технической химии» (Казань, 2007); на 7-й Международной конференции «Математическое моделирование опасных природных явлений и катастроф» (Томск, 2008); на XXII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Псков, 2009); на Международной конференции «Химическая и радиационная физика» (М.:Президиум РАН, 2009); на II конференции по фильтрационному горению (Черноголовка, Институт проблем химической физики РАН) и на ежегодных научных сессиях ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет» (Казань, 2008 – 2011 гг.).


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net