Степени тяжести ожогов кожных покровов

Степень ожога Результат воздействия теплового излучения на кожный покров
I Покраснение и отёк кожи
II Образование пузырей, наполненных плазмой крови
IIIA Неполное омертвение (некроз) кожного покрова
IIIБ Полный некроз, поражение всех слоёв кожи
IV Обугливание кожного покрова и некроз подлежащих тканей

Ожоги I, II, IIIA степени являются поверхностными, заживление которых может происходить без хирургического вмешательства. Ожоги IIIБ и IV степени являются глубокими, они требуют для заживления пересадок кожи, взятой с других участков тела. Ожоги до 15 % от всей поверхности тела называют ограниченными. Если обожжено более 15 % поверхности тела, то изменения, возникающие при этом в организме, называют ожоговой болезнью.

При ожогах II степени, охвативших более половины поверхности тела человека, вероятность летального исхода превышает 50 %. Количественным критерием ожога II степени может служить повышение температуры тела на глубине 0,1 мм от поверхности кожи до значения, равного 44,8 ° С [10.1].

Ожог сетчатки глаза происходит при изображении на ней высокотемпературной зоны горения. Параметрами, определяющими степень воздействия теплового излучения на сетчатку, являются энергия падающего потока (тепловой импульс), время облучения сетчатки и размер изображения зоны горения на сетчатке. Количественная взаимосвязь указанных параметров установлена экспериментально [10.1].

Аварийное горение углеводородного газа с образованием огневого шара

При разрушении резервуара с углеводородными газами СmHn выброс горючего вещества в атмосферу приводит к образованию облака. Облако смеси газов с воздухом, переобогащённой горючими веществами, неспособно гореть в детонационном режиме. Оно начинает гореть с внешней оболочки, горит по дефлаграционному механизму и образует огневой шар. Высокотемпературные продукты горения светятся и излучают тепловую энергию, что может стать причиной ожогов кожных покровов людей, находящихся на опасных расстояниях. Огневой шар зарождается в момент контакта облака с источником зажигания. Поднимаясь, шар, образует грибовидное облако, ножка которого – восходящие конвективные потоки воздуха. Вовлекаемый воздух разбавляет и охлаждает газы, радиационные потери также вносят свой вклад в процесс быстрого охлаждения. Горение газов и вовлечённого воздуха продолжается до тех пор, пока температура горения не становится меньше температуры воспламенения.

Стехиометрическое уравнение горения углеводородов имеет вид:

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

где m – количество атомов углерода, n – количество атомов водорода.

Диаметр огневого шара можно определить по следующей формуле [10.6]:

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

где М – масса углеводородов, образовавших облако, т.

Время существования огневого шара

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Верхний концентрационный предел распространения пламени

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Коэффициент расхода окислителя для огневого шара, при котором происходит дефлаграционное горение, определяется значением верхнего концентрационного предела:

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru .

Состав продуктов горения в огневом шаре определяется соотношением горючих веществ и окислителя, а также температурой горения. При расчёте состава продуктов горения ограничимся определением удельных количеств основных компонентов, содержание которых в продуктах сгорания превышает 0,1 %. При a < 1 к ним относятся СО2, СО, Н2О, Н2, N2. Предварительно составляется система уравнений, которая включает в себя:

  1. уравнения материального баланса по углероду, водороду, кислороду, азоту;
  2. уравнение константы равновесия реакции водяного газа

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

которое имеет вид

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

где tГ – температура горения, ° С.

Удельное количество углекислого газа определится из выражения

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

где g 1, g 2, g 3 – вспомогательные величины.

Удельное количество окиси углерода определится из выражения

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru .

_____________________

* Здесь и далее м3 компонента горения отнесен к м3 углеводородного газа.

Удельное количество водяного пара определится из выражения

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Удельное количество водорода определится из выражения

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Удельное количество азота определится из выражения

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Удельное количество продуктов горения определится из выражения

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Процентный состав продуктов горения

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

При расчёте состава продуктов неполного горения необходимо знать температуру горения. Если исходить из того, что радиационные потери из зоны горения компенсируются теплотой вторичного горения, а зависимость теплоёмкости от температуры носит линейный характер, то выражение для температуры горения имеет вид

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Теплота сгорания углеводородных газов может быть определена по следующему выражению

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Энтальпия продуктов горения при 2200 ° С составит

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Теплота химического недожога продуктов неполного горения определится из выражения

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Расчёт горения носит итерационный характер, т.к. константа равновесия зависит от температуры горения.

Высокая температура зоны горения приводит к генерации интенсивного теплового излучения. Излучателями являются многоатомные газы. Интегральный поток собственного излучения зоны горения, образованной излучающими газами, определяется по следующей формуле

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

где s о = 5,67? 10-8 Вт/(м2? К4) – коэффициент излучения абсолютно чёрного тела; tг – средняя температура зоны горения, ° С; F – площадь условной поверхности, ограничивающей зону горения, м2; e г – степень черноты зоны горения.

Для огневого шара степень черноты

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru ;

где kг – коэффициент ослабления лучей, 1/м; Sэф – эффективная длина луча, м.

Значение коэффициента ослабления можно определить по следующей формуле

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

где "СО2", "Н2О" – процентное содержание углекислого газа и водяного пара в продуктах горения.

Эффективная длина луча для сферического объёма

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

где D – диаметр зоны горения, м.

Удельный тепловой поток, падающий на приёмника теплового излучения, определяется по формуле:

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

Fпр. – площадь поверхности условной сферы, образованной радиусом, равным расстоянию от центра зоны горения до приёмника теплового излучения, м2.

Облучённость тепловой энергией огневого шара, находящегося у поверхности земли, выражается:

Степени тяжести ожогов кожных покровов - student2.ru

где R – радиус огневого шара, м; tГ – средняя температура зоны горения, К; Rпр – расстояние от центра зоны горения до приёмника теплового излучения, м.

Поражающее действие теплового излучения на человека выражается в ожогах открытых участков кожи. Зависимость облучённости тепловой энергией от времени облучения при ожогах II степени приведена в табл. 10.3 [10.1].

Таблица 10.3

Наши рекомендации