double arrow

Зоны действия взрыва

Лекция N 18

Контрольные вопросы

  1. Что называется ударной волной?
  2. Объясните механизм образования воздушной ударной волны.
  3. Назовите основные параметры ударной волны.
  4. От каких параметров зависит время действия ударной волны?
  5. Какие разрушения на здания и сооружения оказывает воздушная ударная волна?

Различают следующие зоны действия взрыва (см. рис. 18.1).

Избыточное давление, кПа (кгс/см2).

Рис. 18.1. Зоны действия взрыва:

I- детонационной волны; II-продуктов взрыва; III-воздушной ударной волны

Зона I с радиусом r1 - зона действия детонационной волны в пределах облака газовоздушной смеси. Характеризуется интенсивным дробящим действием, в результате которого конструкции разрушаются на отдельные фрагменты, разлетающиеся с большими скоростями от центра взрыва. Радиус этой зоны может быть приближенно определен по формуле

, м (18.1)

где m - масса взрывоопасного вещества, образовавшего газо-воздушную смесь, т.

Избыточное давление, создаваемое продуктами взрыва на внешней границе зоны Р1=1500 - 1700 кПа (15...17 кгс/см2).

Зона II (r1-r2) - зона действия продуктов взрыва, охватывающая всю площадь разлета продуктов газо-воздушной смеси в результате ее взрыва. Радиус этой зоны определяется по формуле

. (18.2)

Внешняя граница рассматриваемой зоны характеризуется избыточным давлением Р1II = 300 кПа (3 кгс/см2). В этой зоне происходит полное разрушение зданий и сооружений под действием расширяющихся продуктов взрыва. На внешней стороне границы этой зоны образующаяся воздушная волна отрывается от продуктов взрыва и движется самостоятельно от центра взрыва. Продукты взрыва, исчерпав всю свою энергию, расширившись до плотности, соответствующей атмосферному давлению, больше не производят разрушительного действия.

Избыточное давление в любой точке зоны II может быть определено по формуле

, кПа (18.3)

где r - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, м.

Зона III (r3-r2) - зона действия воздушной ударной волны включает три подзоны: IIIа - подзона сильных, IIIб - подзона средних и IIIв - подзона слабых разрушений, каждая из которых характеризуется избыточным давлением во фронте ударной волны на их внешних границах Р1II = 50 (0.5); 30 (0.3) и 10 (0.1) кПа (кгс/см2) соответственно. На внешней границе зоны III ударная волна вырождается в звуковую, слышимую еще на значительных расстояниях.

Избыточное давление в зоне III в зависимости от расстояния до центра взрыва может быть рассчитано по формулам.

Для этого предварительно определяется относительная величина

, (18.4)

где r1 - радиус зоны I;

r3 - радиус зоны III или расстояние от центра взрыва до точки в этой зоне, в которой требуется определить избыточное давление воздушной ударной волны:

при , кПа; (18.5)
при , кПа. (18.6)

Пример. Требуется определить избыточное давление, ожидаемое в районе механического цеха при взрыве емкости, в которой находится 100 т сжиженного пропана.

Исходные данные: расстояние от емкости до цеха 300 м.

Решение. 1. Определяем радиус зоны детонационной волны (зона I):

.

2. Вычисляем радиус зоны действия продуктов взрыва (зоны II):

.

3. Сравнивая расстояние от центра взрыва до цеха (300 м) с найденными радиусами зон, делаем вывод, что цех находится за пределами этих зон, и, следовательно, может оказаться в зоне действия воздушной ударной волны (зона III). Далее находим избыточное давление на расстоянии 300 м, используя расчетные формулы для зоны III и принимая r3=300 м.

Для этого определяем относительную величину к:

;

Так как к<2, то используем формулу (18.5):

кПа.

Вывод. При взрыве 100 т сжиженного пропана цех окажется под воздействием воздушной ударной волны с избыточным давлением около 60 кПа, что соответствует зоне сильных разрушений.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: