Расчёт основных параметров взрыва

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 15Следующая ⇒

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

t_a – 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;

i_s – импульс падающей взрывной волны, Па×с;

Для отражённой волны:

Р _r – избыточное давление отражённой волны, Па;

i_r – 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 / кг^1/3)

2. С помощью номограммы найдём параметры падающей взрывной волны:

На шкале Z находим значение 10¹ и ведём вертикальную прямую вверх до пересечения с кривой P_s, после чего ведём перпендикуляр на ось P_s. и находим P_s=10⁴ Па.

Аналогично ищем пересечение с кривыми i_s / W ^1/3 , t_a / W ^1/3 , T_s / W ^1/3 и на соответствующих шкалах находим их значения. Для этого определяем цену деления и количество делений. При этом i_s / W ^1/3 =25 Па×с/кг^1/3 (цена деления = (10²-10¹):12=7,5 Па×с/кг^1/3, 2 деления);

t_a / W ^1/3 = 0,021 с/кг^1/3 (цена деления = (10^-1 – 10^-2):12=7,5×10^-3, 1,5 деления);

T_s / W ^1/3 = 5,5×10^-3 с/кг^1/3 (цена деления 7,5×10^-4, 6 делений). Отсюда значения i_s , t_a , T_s 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; i_r / W ^1/3 =55 с/кг^1/3 отсюда i_r = 165 Па×с.

Ответ: i_s= 75 Па×с; t_a =0,063 с; T_s = 0,0165 с; P_s=10⁴ Па; Р _r = 2,5×10⁴ Па; i_r = 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

V_i – объём i-того газообразного вещества, м³, кмоль

a - коэффициент избытка воздуха

Т_свп – температура самовоспламенения, К

Т_всп – 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

Q_н – низшая теплота сгорания вещества, кДж/моль, кДж/кг

Н _i – энтальпия i-го вещества, кДж/моль, кДж/м³

Т_г – температура горения, К

- теплоёмкость i-го газа при постоянном давлении, кДж/моль×К; кДж/^м3

h - коэффициент теплопотерь

j_н(в) - нижний (верхний) концентрационные пределы распространения пламени, %

Т_н(в) - нижний (верхний) температурные пределы

М_р – число концевых функциональных групп

l_i – длина i-той углеродной цепи.

Т _s – время прихода ударной волны, с;

t_а – 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!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 10 11 121314 15 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!