Распределение энергии взрыва

Количество выделяющейся при взрыве энергии зависит от энергии взрывной системы. Полное количество энергии физического взрыва сосуда под давлением, заполненного негорючим газом, определяется по величине работы, кДж, которую могут совершить адиабатно расширяющиеся газы:

,

где Р₁ – абсолютное давление газа в сосуде непосредственно перед взрывом, кПа; Р₀ – атмосферное давление, кПа; р₁ – избыточное давление газа в сосуде непосредственно перед взрывом, кПа; k_s – показатель адиабаты для газа, заполнявшего сосуд; V_г – геометрический объём сосуда, м³.

Энергия парового взрыва при массе горячего вещества значительно меньшей массы холодной жидкости определяется по количеству тепловой энергии, кДж, содержащейся в расплаве:

,

где М_р – масса расплава, кг; с_ж.ф, с_т.ф – коэффициенты теплоёмкости жидкой и твёрдой фаз расплава, кДж/(кгК); t_г.ж – температура горячего расплава, С; t _пл – температура плавления, С; r _пл – скрытая теплота плавления, кДж/кг; t _х.ж – температура холодной жидкости, С.

Полная энергия, кДж, химического взрыва определяется по следующим формулам:

, ,

где М – масса вещества, участвующего во взрыве, кг; V – объём вещества, м³; Q_х.р – удельная энергия реакции взрывчатого разложения, горения, химического превращения, кДж/кг или кДж/м³.

Для сравнения взрывчатых систем по их энергоёмкости используется понятие тротилового эквивалента или ТНТ – эквивалента. Тротиловый эквивалент взрыва, кг, по величине энергии взрывчатой системы определяется по следующей формуле:

,

где Е_п – потенциальная энергия взрывчатой системы, кДж; 4180 – удельная энергия взрывчатого разложения тротила, кДж/кг.

В процессе техногенного взрыва энергия взрывчатой системы переходит в энергию:

– ударной волны;

– разлетающихся осколков, образующихся при разрушении оболочки, ограничивающей взрывающееся вещество;

– переносимых предметов и тел, вовлечённых во взрывной процесс динамическим напором потока газов или воздуха;

– продуктов взрыва;

– в остаточную энергию взрывчатой системы.

Энергия воздушной ударной волны составляет:

,

где k_у.в – коэффициент перехода энергии взрывчатой системы в энергию ударной волны.

Тротиловый эквивалент, кг, взрыва по энергии ударной волны составляет

.

Для оценки энергии взрыва при неизвестном количестве опасного вещества применяют метод адекватности разрушений. В соответствии с этим методом определяется количество тринитротолуола, которое потребовалось бы для создания таких же разрушений, что и при исследуемом взрыве.

Дата добавления: 2014-01-07