Модели оценки последствий распространения опасных веществ в воздушной среде

• Автор: Сумской, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МОДЕЛЬ РАЗВИТИЯ АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ ПРИ

ВЫБРОСЕ ОПАСНОГО ВЕЩЕСТВА.

1.1. Основные события, инициирующие аварийную ситуацию.

1.2. Основные стадии развития аварийной ситуации.

1.3. Моделирование основных стадий развития аварий.

ГЛАВА 2. ИНТЕГРАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ РАССЕЯНИЯ ВЫБРОСА ОПАСНОГО ВЕЩЕСТВА ДЛЯ СЛУЧАЯ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ПЛАВУЧЕСТИ

2.1. Модель рассеяния первичного облака 1ая стадия аварийной ситуации

2.2. Модель рассеяние вторичного облака 27ые стадии аварийной ситуации

2.3. Верификация модели

ГЛАВА 3. МОДЕЛЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЫБРОСА В РЕАЛЬНОЙ АТМОСФЕРЕ С УЧЕТОМ ВОЗНИКАЮЩИХ В ХОДЕ АВАРИИ ГРАДИЕНТОВ ДАВЛЕНИЯ, СКОРОСТИ И ПЛОТНОСТИ, А ТАКЖЕ С УЧЕТОМ НАЛИЧИЯ АЭРОЗОЛЕЙ И ИХ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ
3.1. Уравнения движения
3.2. Модель турбулентности.
3.3. Модель испарения и кипения капель.
3.4. Верификация модели
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ АВАРИЙ, СВЯЗАННЫХ СО
ВЗРЫВНЫМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ В ТОННЕЛЯХ.
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА
ЗАКРЫТЫХ СКЛАДАХ ХЛОРА
5.1. Постановка задачи.
5.2. Моделирование распространение облака хлора на открытом
ровном пространстве
5.3. Особенности моделирование распространение хлора на рассматриваемых типовых объектах складах хлора
5.4. Моделирование распространение облака хлора в помещении без учета работы вентиляции
5.5. Моделирование распространение облака хлора при эмиссии из помещения без учета работы вытяжной вентиляции
5.6. Моделирование распространение облака хлора при эмиссии из помещения с учетом работы вытяжной вентиляции.
5.7. Моделирование влияния водяных завес и защиты людей в помещении при распространение облака хлора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ АТМОСФЕРНОЙ
ДИФФУЗИИ
ЛИТЕРАТУРА


Помимо этого в России имелся единичный опыт разработок подобного рода - ГОСТ Р . В ГОСТ Р . К сожалению, конспективность изложения и ряд грубых опечаток делают фактически невозможным ее использование на практике. Для продолжительного выброса в [] модель «тяжелого газа» вообще не используется. Таким образом, можно констатировать, что в России за исключением упомянутых работ практически отсутствовали пригодные к практическому применению достоверные методики для моделирования распространения аварийных выбросов при промышленных авариях. Следует отметить, что количество разработок подобного рода (моделей «тяжелого газа») в мире сравнительно невелико и если оценивать их в целом, то можно отметить определенные недостатки: недостаточная верификация используемых в моделях коэффициентов; и, в некоторых случаях, недостаточная доведенность моделей до логической законченности. Например, для моделирования залповых выбросов практически все модели используют подход, при котором облако рассматривается однородным по всему объему с постоянной концентрацией. Кроме того, в уже упомянутых работах [*] отсутствуют унифицированные модели развития аварийных ситуаций, привязанные к конкретному типу оборудования, а вместо этого рассматриваются отдельные физические процессы. В связи с вышесказанным понятна необходимость с одной стороны разработки достоверных физических моделей распространения выброса в атмосфере, а с другой стороны, разработка типовых моделей развития аварийных ситуаций максимально отражающих все стадии ее развития. Это является одной из целей данной работы. Как и любые модели, модель рассеяния «тяжелого газа» обладает рядом ограничений. В наибольшей степени учесть эти факторы позволяют модели, основанные на численном решении полной системы уравнений газодинамики. Это сложный, но наиболее перспективный подход. В настоящее время он реализован в нескольких программных продуктах, например, в вычислительных комплексах PHOENIX [], AutoReaGas [], в компьютерных программах, разработанных во ВНИИГАЗ [,], в "НТЦ "Промышленная безопасность" [,], в кодах «Сигмет» [] и «ФЕМЗ» []. Однако не всегда, такие модели учитывают как реальные свойства атмосферы, так и сложные особенности наведенных газодинамических потоков. В частности, [], [] не позволяют рассматривать многофазные потоки, [], [] и [] не учитывают особенности развития турбулентности в областях с сильными градиентами, в [] не учитывается реальные характеристики атмосферы. Таким образом, можно считать, что к настоящему времени, с одной стороны, как в теоретическом, так и в экспериментальном плане достигнут определенный прогресс в исследовании процессов распространения выбросов ОВ в атмосфере. С другой стороны имеющиеся методики не всегда достаточно достоверны, и не всегда верифицированы по надежным экспериментальным данным. Возможно именно этим обусловлен и тот факт, что в отечественных нормативно-методологических документах долгие годы отсутствовали пригодные к практическому применению методики расчета последствий при рассеянии в атмосфере аварийных выбросов. В связи с этим безусловно представляет интерес разработка моделей и методик расчета распространения ОВ в атмосфере. Т.е. ОВ в атмосфере. Целью настоящей работы являлось разработка математической модели развития аварийной ситуации и моделей для моделирования процессов распространения и рассеяния ОВ в атмосфере с учетом как реальных свойств выброса (негативная плавучесть, наведенные течения на месте аварии), так и реальных свойств атмосферы. Математическая модель, описывающая развитие аварийной ситуации с учетом возможного состояния вещества в оборудовании и вариантов его разрушения для основных типов и конфигураций оборудования. Интегральная модель рассеяния залповых и продолжительных выбросов «тяжелого газа» с учетом переменной по пространству концентрацией ОВ и наличием аэрозольных включений. Универсальная модель распространения и рассеяния выброса ОВ в атмосфере с учетом атмосферной и наведенной турбулентности, многофазности потока, фазовых переходов вещества.