Характеристика взрывоопасного материала

Источником чрезвычайной ситуации (ЧС) являются углеводородные газы (метан, пропан, бутан, этилен и др.). С кислородом воздуха они образуют взрывои пожароопасные газо-воздушные смеси (УВГ). Наибольшие степени взрывоопасности наблюдаются при так называемом стехиометрическом смешении компонентов, когда кислорода воздуха достаточно для окисления всего углерода и водорода углеводородного газа. Такие смеси характеризуются минимальными температурами воспламенения, а также создаются лучшие условия для перехода дефлаграционного горения в детонационный режим. взрывоопасный устойчивость ударная волна Количество газа по объему составляет от 2 до 9%, т. е. на кубический метр воздуха для обеспечения взрыва в форме детонации должно быть от 20 до 90 литров газа. При большем содержании газа имеет место взрывное горение, что существенно уменьшает разрушающее действие УВГ.

Взрыв газовой смеси представляет собой процесс быстрого расширения продуктов сгорания, порождающий в окружающем пространстве ударную волну. В зоне детонации за несколько десятков микросекунд развивается температура более 2000 градусов.

Рис. 2. График изменения давления во фронте воздушной ударной волны: 1 — фронт ударной волны; 2 — кривая изменения давления

В зоне действия продуктов взрыва (II) давление газов по мере их удаления от центра взрыва уменьшается, оттесняя и сжимая окружающий место взрыва воздух. Считается, что внешней границей зоны действия продуктов взрыва является давление газов в 300 кПа и дальше разрушительное действие на окружающую среду оказывает воздушная ударная волна (зона III).

Здания, опоры мостов получают большие разрушения, так как они противостоят смещению под силой ударной волны, воздействие происходит на переднюю стенку сооружения.

Изменение значений избыточного давления во фронте воздушной ударной волны? Pф на различном удалении R от источника ЧС характеризуется графиком зависимости:

?Рф =f (Q, R).

Значение Rф для углеводородных газов (УВГ) определяется по графику.

Рис. 3. График изменения избыточных давлений в зависимости от расстояния до центра взрыва ® для различной массы взрывоопасной газовоздушной смеси, Q

Для любого вида взрыва изменение избыточного давления воздушной ударной волны? Pф в зависимости от расстояния R от центра взрыва и массы взрывоопасного материала Q подчиняется закону подобия взрывов:

.

где Rm — табличное значение расстояния от центра взрыва для массы Qm;

Rфак — фактическое значение расстояния от центра взрыва для массы Qm.

Далее строится график зависимости? Рф =f (Q, R). Для этого необходимо задаться значениями избыточного давления? Рф во фронте воздушной ударной волны.

Таблица 1 — Зависимость? Pф от расстояния до центра взрыва R при Qугв. =50 т.

.

Строим график зависимости? Рф=f (Q, R).

С помощью построенного графика можно определить величину избыточного давления? Рф в районе элементов инженерно-технического комплекса и определить степень разрушения сооружений и устройств.