Расчёт основных параметров взрыва
При распространении взрывных волн в воздухе, при взаимодействии их с препятствиями происходят быстрые изменения давления, плотности, температуры и других параметров. Наиболее изученными являются невозмущённые каким-либо препятствием волны в воздухе. Такие волны называют падающими или проходящими. Структура подобных волн показана на рис. 3.
Рис. 3. Структура идеальной падающей взрывной волны.
1 – положительная фаза (фаза сжатия); 2 – отрицательная фаза (фаза разрежения).
Здесь Р0 – давление окружающей среды до прихода ударной волны, Па
ta – время прихода взрывной волны в данную точку, с;
Р s – максимальное избыточное давление в падающей взрывной волне, Па
Т S– время, за которое давление в точке прихода взрывной волны возвращается к
исходному Р0, с;
is – импульс падающей взрывной волны, Па×с;
Для отражённой волны:
Р r – избыточное давление отражённой волны, Па;
ir – импульс отражённой волны, Па×с.
Для расчётов параметров взрывной волны вводится параметр расстояния Z
, (53)
где R – расстояние от центра взрыва до заданной точки, м;
W – масса взрывчатого вещества, кг.
Пример. Сферический заряд ТНТ массой 27 кг взрывается при стандартных атмосферных условиях. Найти параметры падающей и нормально отражённой от препятствия взрывной волны на расстоянии R = 30 м от центра взрыва.
|
|
Решение:
- Найдём параметр расстояния Z для R = 30 м
(м / кг1/3)
2. С помощью номограммы найдём параметры падающей взрывной волны:
На шкале Z находим значение 101 и ведём вертикальную прямую вверх до пересечения с кривой Ps, после чего ведём перпендикуляр на ось Ps. и находим Ps=104 Па.
Аналогично ищем пересечение с кривыми is / W 1/3 , ta / W 1/3 , Ts / W 1/3 и на соответствующих шкалах находим их значения. Для этого определяем цену деления и количество делений. При этом is / W 1/3 =25 Па×с/кг1/3 (цена деления = (102-101):12=7,5 Па×с/кг1/3, 2 деления);
ta / W 1/3 = 0,021 с/кг1/3 (цена деления = (10-1 – 10-2):12=7,5×10-3, 1,5 деления);
Ts / W 1/3 = 5,5×10-3 с/кг1/3 (цена деления 7,5×10-4, 6 делений). Отсюда значения is , ta , Ts составят соответственно 75 Па×с, 0,063 с, 0,0165 с.
- С помощью номограммы №2 аналогично определяем параметры отражённой ударной волны:
Р r = 2,5×104 Па; ir / W 1/3 =55 с/кг1/3 отсюда ir = 165 Па×с.
Ответ: is= 75 Па×с; ta =0,063 с; Ts = 0,0165 с; Ps=104 Па; Р r = 2,5×104 Па; ir = 165 Па×с.
Номограмма №1
Номограмма №2
Список литературы
1. Теория горения и взрыва: практикум: учебное пособие / В.А. Девисилов, Т.И. Дроздова, С.С. Тимофеева / под общ. ред. В.А. Девисилова. - М.: ФОРУМ, 2012. - 352 с. - (Высшее образование).
|
|
2. Портола, В.А. Расчет процессов горения и взрыва [Текст]: учеб. пособие для вузов / В.А. Портола, Н.Ю. Луговцова, Е.С.Торосян. – Томск: Изд-во ТПУ, 2012. – 107 с.
3. Бегишев И.Р. Расчет и анализ параметров горения и взрыва паровоздушных смесей горючего вещества: методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория горения и взрыва» для слушателей бакалавриата ИЗиДО. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. – 43 с.
4. Трухачева Н.П. Теория горения и взрыва:Методические указания по проведению практических занятий и лабораторных работ. – Санкт-Петербург: ГОУ СПО Пожарно-спасательный колледж «Санкт-Петербургский центр подготовки спасателей», 2011. – 72 с.
5. Коробейникова, Е.Г. Теория горения и взрыва: методические рекомендации по выполнению контрольной работы для слушателей заочной формы обучения по специальности 280104.65 – «Пожарная безопасность» / Под общей ред. В.С. Артамонова. ¾ СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2008 – 53 с.
6. Беззапонная О.В., Вайтнер Е.В., Русинова Е.В. Теория горения и взрыва:Методические указания и задания для выполнения контрольной работы слушателями II курса заочного обучения. – Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2007. – 57 с.
|
|
7. Андросов А.С., Бегишев И.Р., Салеев Е.П. Теория горения и взрыва: Учебное пособие. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2007.
8. Митюков Н.В. Теория горения. Задание к контрольной работе с методическими указаниями. – Ижевск: Изд-во НОУ КИТ, 2007. – 28 c.
9. Андросов А.С., Салеев Е.П. Примеры и задачи по курсу. Теория горения и взрыва. Учебное пособие. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. - 86 с.
10. Демидов П.Г., Саушев В.С. Горение и свойства горючих веществ / П.Г. Демидов, В.С. Саушев. - М.: М.: ВИПТШ МВД СССР, 1975. - 280 с.
11. Демидов П.Г., Шандыба В.А., Щеглов П.П. Горение и свойства горючих веществ / П.Г. Демидов, В.А. Шандыба, П.П. Щеглов.- М.: Химия, 1981.-272 с.
Физика взрыва / Под ред. Л.П.Орленко.- 3-е изд.- В 2 т. М.: Физматлит, 2004.
12. Баратов А.Н. и др. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения.: Справ. / А.Н. Баратов и др.- М.: Химия, 1990.- Ч.1-2.
13. Баратов А.Н. Горение − Пожар − Взрыв − Безопасность: Моногр./ А.Н. Баратов; ФГУ ВНИИПО МЧС России- Москва, 2003.- 364 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Список принятых обозначений
n – число молей вещества;
Р - давление газа, Па;
Р0 - исходное (атмосферное) давление, Па;
Р s – давление падающей ударной волны, Па;
Р r – давление отражённой ударной волны, Па;
|
|
Т – температура вещества, К;
Q – количество теплоты, Дж
Vi – объём i-того газообразного вещества, м3, кмоль
a - коэффициент избытка воздуха
Тсвп – температура самовоспламенения, К
Твсп – температура вспышки, К
m – масса вещества, кг
W – масса взрывчатого вещества, кг
R – расстояние от эпицентра взрыва до точки наблюдения, м
М – масса одного кмоля вещества, кг/кмоль
Qн – низшая теплота сгорания вещества, кДж/моль, кДж/кг
Н i – энтальпия i-го вещества, кДж/моль, кДж/м3
Тг – температура горения, К
- теплоёмкость i-го газа при постоянном давлении, кДж/моль×К; кДж/м3
h - коэффициент теплопотерь
jн(в) - нижний (верхний) концентрационные пределы распространения пламени, %
Тн(в) - нижний (верхний) температурные пределы
Мр – число концевых функциональных групп
li – длина i-той углеродной цепи.
Т s – время прихода ударной волны, с;
tа – время за которое давление в точке прихода взрывной волны возвращается к исходному (атмосферному) давлению, с;
Таблица А - Атомные массы некоторых химических элементов
Название | Порядковый номер | Атомная масса, кг/кмоль |
Азот (N) | 7 | 14 |
Аргон (Ar) | 18 | 40 |
Бром (Br) | 35 | 80 |
Водород (H) | 1 | 1 |
Гелий (He) | 2 | 4 |
Йод (J) | 53 | 127 |
Кислород (O) | 8 | 16 |
Неон (Ne) | 10 | 20 |
Сера (S) | 16 | 32 |
Углерод (C) | 6 | 12 |
Фосфор (P) | 15 | 31 |
Фтор (F) | 9 | 19 |
Хлор (Cl) | 17 | 35 |
Таблица Б
Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 270; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!