Б) Параметры воздушной ударной волны
Оценка поражающих факторов взрывов .
Основные расчетные формулы (упрощенные зависимости)
Взрывы конденсированных ВВ и ЯВ
Массу заряда и мощность взрыва ВВ (ЯВ) принято оценивать тротиловым эквивалентом в килограммах, кг, или килотоннах, кт (1 кт=1000 кг).
Масса заряда ВВ (ЯВ) в тротиловом эквиваленте равна , где - масса заряда данного ВВ, кг (кт); - коэффициент пересчёта данного ВВ на тротиловый эквивалент, величина табличная или определяется зависимостью К= QВВ/QT . Здесь QВВ и QT – теплоты взрыва данного ВВ и тротила (QT = 4240 кДж/кг).
Мощность взрыва ВВ (ЯВ) в тротиловом эквиваленте (полный тротиловый эквивалент взрыва) определяется зависимостью
| * Для воздушного взрыва масса заряда и мощность взрыва численно совпадают.
| (1)
|
где - поправочный коэффициент для наземного взрыва. Мощность наземного взрыва удваивается за счёт формирования полусферической волны и отражения части энергии от земли, а учитывает расход энергии взрыва на деформацию и выброс грунта (образование воронки) и равна для: 0,95-1 – стальных плит; 0.85-0.95 - бетона; 0.8 – плотных грунтов; 0.6-0.65 – средних грунтов.
Параметры ударной волны и теплового излучения (в 4.1) взрывов определяются половинной мощностью взрыва (половиной тротилового эквивалента взрыва), называемым тротиловым эквивалентом по ударной волне - , т.е. :
| (2)
| Избыточное давление DРФ, кПа, для свободно распространяющейся сферической ударной волны определяется по формуле:
| (3)
| где - приведённое расстояние (высота), м/кг1/3 и равное
- для воздушного,
| (4)
| - для наземного взрывов.
| (5)
| R – расстояние от эпицентра (центра) взрыва до заданного объекта, м.
Удельный импульс волны фазы сжатия
|
| - для воздушного,
| (6)
| -для наземного взрывов.
| Длительность фазы сжатия , С
;
|
| - для воздушного,
| (7)
| - для наземного взрывов.
|
Скоростной напор волны
Избыточное давление в отраженной волне
Коэффициент отражения (до 13 при больших давлениях и для протяжённых объектов).
Безопасное расстояние действия ВУВ на людей:
, где - для открытой местности и - в укрытиях;
CУВ, кг - тротиловый эквивалент по ударной волне воздушного или наземного взрыва (см. формулу 2).
Безопасным для открыто расположенного человека принимается давление .
Действие волны на объекты с учетом различных экранирующих и отражающих объектов
где ki - табличные коэффициенты (только на здания и различные сооружения). При макс. их значениях
.
Взрывы подчиняются законам подобия, в основе которых лежит принцип кубического корня. Если известны и др. параметры ВУВ для заряда массой 1 на расстоянии 1, тогда те же давление и др. параметры волны для заряда массой будут на расстоянии , т.е.
Взрывы (детонация) ГПВС в открытом пространстве
А) Параметры детонационной волны
Начальный объем и начальный радиус полусферического облака ГПВС
, м3 ,
где - объем киломоля идеального газа;
- объемная концентрация газа в смеси;
- молекулярная масса;
- масса горючей компоненты, кг;
- коэффициент, учитывающий способ хранения продукта:
1-для газов при нормальном давлении;
0,5-для сжиженных газов под давлением;
0,1-для сжиженных охлаждением;
0,02...0,07-при растекании ЛВЖ.
, м
Тротиловый эквивалент наземного взрыва полусферического облака ГПВС
где - масса горючего облака, кг; - теплота взрыва горючего, Дж/кг; -теплота взрыва тротила.
Избыточное (эффективное) давление детонационной волны
,
где - показатель адиабаты продуктов детонации; - плотность, ;
-стандартное давление, Па. - отраженная детонационная волна.
- скорость детонационной волны, м/с;
tд=R0/Vд – время полной детонации облака.
б) Параметры воздушной ударной волны
Максимальное избыточное давление ВУВ
; ,
где и R -текущее расстояние, м.
Удельный импульс, ;
Уточнённый радиус зоны действия детонационной волны
, где - полный тротиловый эквивалент взрыва.
1) -табл. величины; «стх» - означает стехиометрический состав.
2) Стандартное давление при
воздуха (МСА-международная стандартная атмосфера).
3) На границе облака при
3. Взрывы ГПВС (пылевоздушных смесей) в замкнутом объеме (помещениях)
Избыточное давление при взрыве ГПВС, состоящих из атомов C, H, O, N, Cl, Br, I, F.
где Pmax – максимальное давление взрыва стехиометрической ГПВС в замкнутом объёме (при отсутствии данных допускается принимать в расчётах Pmax=900 кПа);
C - масса горючего материала (газа, паров ЛВЖ или ГЖ), кг;
Z - коэффициент участия горючего во взрыве (Z=0,5 для ГГ; Z=0,3 - для ЛВЖ и ГЖ);
V –свободный объём помещения, м3(Vсв=0.8*V0, здесь V0 – полный объём помещения);
ρГ,Пстх – плотность газа или пара стехиометр. состава, кг/м3;
Сстх – стехиометрическая концентрация горючего материала, %(объёма);
Кн – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения(допускается принимать Кн=3);
Объём газа, вышедшего из аппарата Vа=0.01∙Р∙V, м3, где Р – давление в аппарате, кПа;
V – объём аппарата, м3.
Масса горючего материала С=Vа∙rГ,Пстх, кг.
Избыточное давление при взрыве других ГПВС и пылей (для пыли в МПа),
где С - масса горючего вещества, поступившего в помещение в результате аварийного вскрытия емкости (с учетом коэффициента q, а для пыли - общая масса дисперсного продукта), кг; - теплота сгорания вещества, Дж/кг; - начальные давление, температура и плотность воздуха в помещении (если они не заданы, то допускается брать как для МСА); - удельная теплоемкость воздуха (допускается принимать ); - свободный объем помещения (за вычетом объема оборудования); Z=0,5 - доля участия продукта во взрыве с учетом негерметичности помещения; Kн=2...3 - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения.
При взрывах гибридных смесей , т.е. общее давление определяется как сумма давлений от паров и пыли.
Если в формуле массу горючего вещества заменить через , тогда .
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|