Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Горючие смеси

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА И ВЗРЫВООПАСНЫЕ

1. Основные сведения о взрывах и взрывчатых веществах (ВВ)

Взрывы являются широко распространенным источником ЧС.

Взрыв – процесс выделения энергии за короткий промежуток времени, связанный с мгновенным физико-химическим изменением состояния вещества, приводящим к возникновению скачка давления, сопровождающийся образованием сжатых газов или паров, способных производить работу.

Источником энергии при взрыве могут быть как химические, так и физические процессы. В подавляющем большинстве взрывов источником выделения энергии являются химические превращения веществ, связанные с окислением.

В случаях, когда процессы окисления протекают сравнительно медленно, без образования ударной волны, явление рассматривается как горение. Аналогичные процессы во взрывчатых средах протекают значительно быстрее или определяются как взрывное горение или взрыв.

Примерами взрывов, энерговыделение при которых обусловлено физическими процессами, могут служить, во-первых, аварийное выливание расплавленного металла в воду, при котором испарение протекает взрывным образом вследствие фрагментации капель расплава чрезвычайно быстрой теплоотдачи, и, во-вторых, взрывы сжатых или сжиженных газов. В этом случае энергия, выделяющаяся при взрыве, определяется процессами, связанными с адиабатическим расширением парогазовых сред и перегревом жидкостей.

Ударная волна – это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью (реже – дозвуковой скоростью).

Ударная волна образуется за счет огромной энергии, выделяемой в зоне реакции, где исключительно высокие значения температуры и давления. Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха и сжимают их. Это приводит к росту и давления, и плотности, и температуры. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои. С увеличением расстояния от центра взрыва скорость распространения волны быстро падает, а ударная вола ослабевает и на больших расстояниях переходит в обычную акустическую волну.

Суммарное выделение энергии при взрыве называется энергетическим потенциалом взрыва и определяет его масштабы и последствия.

Существует много веществ, в которых в том или ином виде запасено большое количество энергии, например, в виде внутримолекулярных или межмолекулярных связей. В нормальных условиях эти вещества достаточно устойчивы и могут находиться в твердом, жидком, газообразном или аэрозольном (твердое вещество, или жидкое вещество растворенное газом)состоянии. Однако, в результате инициирующего воздействия (теплом, трением, ударом или др. способом) в них начинаются экзотермические (химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла) процессы, протекающие с большой скоростью и проводящие к взрывчатому превращению.

Под взрывчатым веществом понимают химическое соединение или смесь веществ, способных в определенных условиях к крайне быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с выделением тепла и образованного большого количества газообразных продуктов.

Обычно выделяют следующие виды взрывчатых веществ:

- конденсированные (динамит, тротил, гексоген и др.);

- смеси конденсированных ВВ;

- газо-воздушные (ГСВ), паро-воздушные (ПрВС) и пылевоздушные (ПлВС) смеси.

На промышленных предприятиях наиболее взрывоопасными являются образующиеся в нормальных или аварийных условиях ГВС и ПлВС.

Из ГВС наиболее опасны взрывы смесей с воздухом углеводородных газов, а также паров легковоспламеняющихся жидкостей. Взрывы ПлВС происходят на мукомольном производстве, на зерновых элеваторах, при обращении с красителями, при производстве пищевых продуктов, лекарственных препаратов, на текстильном производстве. Также взрывы обычно бывают объемными.

Согласно ГОСТ Р 22.0.88-96 под объемным взрывом понимают детоннационный или дефлаграционный взрыв газовоздушных, пылевоздушных и пылегазовых облаков.

Детонационный взрыв - взрыв, при котором воспламенение последующих слоев В.В. происходит в результате сжатия и нагрева ударной волной, характеризующейся тем, что ударная волна и зона химической реакции следуют неразрывно друг за другом с постоянной сверхзвуковой скоростью.

Дефларгационный взрыв – взрыв, при котором нагрев и воспламенение последующих слоев В.В. происходит в результате диффузии и теплопередачи, характеризующихся тем, что фронт волны сжатия и фронт пламени движутся с дозвуковой скоростью.

2. Избыточное давление ударной волны

 

Избыточное давление во фронте ударной волны (DРф) – это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны Рф и нормальным атмосферным давлением Ро

ф = Рф - Ро

Единица избыточного давления –Па, или кгс/м2.

1 Па = 1 Н/м2 = 0,102 кгс/м2 = 1,02 ×10-5 кгс/м2;

ат = 1 кгс/м2 = 98,0665 кПа» 100 кПа.

 

Р

РФ

 

 

РФ

 

 

Ро

t+

P0 сжатие

0 разрежение t-

t1 t2 t3 t(сек)

 

Для наземного взрыва, когда энергия взрыва распределяется в полусфере и ударная волна перемещается вдоль поверхности земли избыточное давление может быть рассчитано по формуле

 

ф = 105+410+1370;

[DРф] =кПа; G – тротиловый эквивалент по ударной волне, [ G ] = кг;

R – расстояние от центра до взрыва в м;

G = Gn – тротиловый эквивалент по ударной волне равен полному тротиловому эквиваленту при наземном взрыве и G = 0,56n – при воздушном взрыве.

Для промышленных предприятий, в том числе и для пищевых предприятий, наибольшую опасность представляют смеси с воздухом паров горючего, ПлВС, ПрВС, и топливовоздушные смеси. Например, метан (СН4), широко используемый промышленностью, в смеси с воздухом взрывается при концентрации 5-16%. Несоблюдение техники безопасности, отсутствие контроля может привести и к взрывам внутри помещений, например, при утечке газа в котельных и технологических печах.

Внутренний взрыв характеризуется тем, что нагрузка воздействует на объект изнутри и стены препятствуют распространению фронта ударной волны. В результате давление в помещении повышается больше, чем это было бы при том же расстоянии источника взрыва на открытом месте.

Ориентировочно оценку возможных последствий взрывов внутри помещения можно производить по величине избыточного давления взрывов химических веществ и смесей по формуле

 

DР = , кПа.

 

Здесь: m - масса горючего газа или паров легко воспламеняющейся или горючей жидкости, поступивших в результате аварии в помещение, кг; Нг-теплота сгорания, ДЖ/кг; Ро- начальное давление, кПа, – допускается принимать равным 101 кПа; Z - доля участия взвешенного дисперсного продукта во взрыве – при отсутствие данных коэффициент Z принимается равным 0,5; Vсв– свободный объем помещения, м3 – определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием; если свободный объем определить невозможно, то его принимают условно равным 80% геометрического объема помещения; rв- плотность воздуха до взрыва при начальной температуре, кг/м3; Ср- удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг×Ко), - допускается принимать равной 1,01 ×103Дж/(кг×Ко); То –начальная температура воздуха, Ко; Кн – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения, - допускается принимать равным 3.

Действие ударной волны определяется не только избыточным давлением, но и скоростным напором Рскф

 

Рскф = ср.1ср./(DР1ср+7), кПа

 

где DР1ср =. Ро – атмосферное давление при нормальных условиях, Ро = 101,3 кПа

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Однородность бетона по прочности | Характер воздействия ударной волны
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 886; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.018 сек.