Избыточное давление взрыва

Основным признаком взрыва является мгновенное изменение давления, зависящего от температуры и объёма продуктов горения.

Для замкнутого объёма, полностью заполненного взрывоопасной смесью и при полном сгорании её, при стехиометрической концентрации определяется по уравнению:

где: Р_в – давление взрыва;

Р₀ - начальное значение давления в помещении.

А при частичном загазовании по уравнению:

где: W_ом - объём взрывоопасной смеси, при стехиометрической концентрации;

W_пом - объем помещения, м³;

Абсолютное давление, воздействующее на ограждающие конструкции при взрывном горении смеси в замкнутом объёме, определяется по уравнению Я.Б. Зельдовича:

При первоначальное давление при взрыве увеличится в раз:

где: Т_в - температура продуктов горения при взрыве, К;

Т_н - начальная температура смеси, К.

n,m – число молей в реакции горения

Подставив значение давления взрыва в формулу избыточного давления получим следующее значение:

Таблица 1

Избыточное давление на конструкции, Па	Степень разрушения конструкций
Менее 5´10^3	Разрушение остекления, легких перегородок, вскрытие ЛСК, дверей, ворот (слабые разрушения)
5´10^3<DРв<5´10^4	Разрушение плит покрытия, перекрытий, кровли, кирпичных стен толщиной до 51 см, бетонных стен толщиной до 26 см (средние разрушения)
5´10^4<DРв<5´10^5	Разрушение зданий со стальным каркасом, кирпичных стен толщиной до 64 см (сильные разрушения)
Более 5´10^5	Полное разрушение кирпичных и железобетонных зданий

Возникающие при взрыве нагрузки на ограждающие конструкции могут достигать сотен тысяч Паскалей. Допустимое же давление для конструкций, при котором они сохраняют несущую, и ограждающую способность, значительно меньше давления, развивающегося при взрыве.

При обеспечении взрывозащиты зданий, необходимо стремится к тому, чтобы избыточное давление, возникающее при взрыве, не превышало допустимого для конструкций. Снизить давление при взрывах в производственных помещениях до величин, безопасных для прочности и устойчивости основных строительных конструкций, позволяет применение легкосбрасываемых конструкций.

Допустимое избыточное давление при взрыве Р_доп может быть определено экспериментальным или расчётным путём.

Наглядно это можно представить изменения давления при взрыве на рисунке 2:

DРв
DРдоп
	t^вн	t^в
	t^вп

Рис. 2. Изменения давления при взрыве:

1 – в замкнутом объёме; 2 – с легкосбрасываемыми конструкциями

Если применение ЛСК обеспечивает снижение нагрузок до 5´10⁵ Па, то проверка несущей способности при взрыве существующих основных конструкций не нужна.

При DР_доп более 5´10³ Па, необходимо производить расчёт взрывоустойчивости конструкций, а для этого надо знать уравнения, по которым оп­ределяются параметры взрыва.

Избыточный объём продуктов взрыва

где: DW_в – избыточный объем продуктов взрыва;

e - степень расширения продуктов горения при взрыве;

W_cм - объём взрывоопасной смеси;

W_пом - объём помещения;

Р_доп ^- допускаемое давление на конструкции;

Р₀ - начальное давление.

Дата добавления: 2014-10-15