Лабораторная работа №2 Исследование параметров взрыва газопаровоздушных смесей (гпвс)

Цель работы - оценка эффективности действия объемно-детонирующего боеприпаса.

Исходные данные: тип горючей компоненты, масса горючей компоненты q, способ снаряжения (хранения) , тип цели (точечная, площадная, линейная), уровень защищенности цели.

Примеры задания на выполнение работы.

Таблица 2.1

№	Группа А191	Компонент ГПВС	Цель	Размеры, Максимальные м,
	Арсанов	Бутан, С4Н10	Подводная лодка	150*30
	Аскарова	Циклогексан, С6Н12	Комплекс промышленных зданий	350*400
	Горбунов	Изобутан, (СН3)3СН	Нефтехранилище	150*150
	Дмитриев	Пропилен, С3Н6	Самолет	50*30
	Иванов	Пропан, С3Н8	Вертолет на площадке	25*5
	Киселева	Пентан, С5Н12	Подводная лодка	100*30
	Коптяев	Этан, С2Н6	Корабль	120*40
	Коршунова	Пропан, С3Н8	Группа вертолетов на площадке	250*250
	Мерещук	Бутан, С4Н10	Промышленное здание	100*50
	Орлов	Циклогексан, С6Н12	Тепловоз	20*5
	Пластинин	Метан, СН4	Высоковольтные линии электропередач	5*100
	Степанов	Этилен, С2Н4	Группа кораблей в базе	250*400
	Елистратов	Изобутан, (СН3)3СН	Деревянное здание	10*5
	Берсенёв	Этан, С2Н6	ЖД состав	150*5
15.	Маркин	Пропилен, С3Н6	Тепловая электростанция	150*200
16.	Тишко	Пропан, С3Н8	Группа самолетов на стоянке	70*400
17.	Паршин	Изобутан, (СН3)3СН

Тип горючей компоненты, ее характеристики, характеристики ГПВС на ее основе назначаются из таблиц 1-6 (характеристики некоторых ГПВС), характеристики цели - из таблицы 7 (цель), приведенных в “Приложении”.

Порядок выполнения работы.

1. Определить и обосновать

• диапазон исследования,

• массу горючей компоненты необходимой для уничтожения заданного объекта,

• размеры образующегося облака ГПВС при разрыве резервуара,

• размеры образующегося облака ГПВС при искусственной диспергации;

2. Построить графики:

• изменения избыточного давления во фронте ударной волны за пределами облака, при разной массе горючей компоненты ГПВС (q-20%, q-10%, q, q+10%, q+20%)

• импульса в функции массы горючей компоненты ГПВС q и расстояния R от места подрыва,

• скоростного напора за фронтом ударной волны ,

• изменения избыточного давления в фиксированной точке пространства и скоростного напора во времени

• приветствуется сводный трехмерный график P=P(R,t) q=const=зад

2. Рассчитать любым известным методом (курс КОТР) радиус поражения объекта исходя из формулы Садовского при известном q и защищенности цели, сравнить массу горючей компоненты ГПВС с массой заряда из лабораторной работы №1.

3. Рассчитать любым известным методом (курс КОТР) массу горючей компоненты необходимый для поражения объекта исходя из формулы Садовского (известна защищенность цели и расстояние).

4. Найти параметр, показывающий эффективность уничтожения объекта (обобщенный параметр учитывающий R, q, $, принять что стоимость 1кг ВВ= 3 у.е. стоимость доставки в нужную точку =5 у.е. за метр), рассмотреть способы его увеличения, обосновать и рассчитать (1 итерация по п.1,2,3)

5. Рассчитать условный координатный закон поражения цели для оптимального заряда из пункта 4.

6.Сравнить полученные результаты с результатами, полученными при выполнении первой лабораторной работы для одних и тех же масс горючей компоненты и КВВ.

7. Провести анализ полученных результатов и дать им обоснованное толкование.

Внимание! У Вас есть возможность воспользоваться результатами выполнения предыдущей.

В приведенных ниже формулах:

- плотность продуктов детонации, кг/м³;

Q_m,стх – теплота взрыва единицы массы смеси стехиометрического состава, МДж/кг;

Q_v,стх- теплота взрыва единицы объема смеси стехиометрического состава, МДж/кг;

k_стх- показатель адиабаты продуктов детонации;

- молекулярная масса горючей компоненты;

С_стх – объемная концентрация смеси стехиометрического состава;

D – скорость распространения детонационной волны, м/с;

- избыточное давление детонационной волны, МПа.

С_стх - объемная концентрация смеси стехиометрического состава;

q_г - масса горючей компоненты;

- коэффициент, равный 1 для газов при атмосферном давлении; 0.5 – для газов, сжиженных под давлением; 0.1 – для газов сжиженных охлаждением; 0.02-0.07 – при растекании легковоспламеняющихся жидкостей;

V-объем жидкого продукта, м³;

- отношение плотностей жидкости и парового облака при расширении его объема с предельным радиусом R_с, соответствующего атмосферному давлению;

- время образования парового облака при естественном разливе, с;

а - скорость звука, с которой смещается внешняя граница облака до значения , м/с; k- доля быстро испарившейся жидкости в адиабатическом режиме при температуре Т, ⁰С.

, значения c и d для некоторых ГПВС приведены в табл. 4

“Приложения”;

Q_T – теплота взрыва тротила, Дж/кг;

p₀ – атмосферное давление, Па;

- показатель адиабаты;

Используемые формулы:

1. - скорость детонации ГПВС;

2. - объем полусферического облака испарившейся горючей компоненты при естественном разливе;

3. - объем облака ГПВС при искусственном диспергировании горючей компоненты; a,b,c - размеры главных осей эллипсоида, моделирующего облако;

Рекомендуется: процентное содержание горючей компоненты в облаке при искусственной диспергации брать, ориентируясь на данные таблиц 2,4,6 «Приложения»;

4. - масса газового облака;

5. - время образования парового облака при естественном разливе;

6. - максимум давления на фронте детонационной волны;

7. - падение давления в детонационной волне;

8. - время полной детонации облака;

9. - тротиловый эквивалент наземного взрыва;

10. , - значение параметра , необходимого для расчета начального радиуса облака;

11. - начальный радиус облака, определяемый для расчета параметров на границе облака, м;

12. ; - относительные параметры, используемые при расчете импульса и параметров ударной волны;

13. - соотношение для определения импульса на границе облака;

14. - импульс в пределах облака и на его границе;

15. - эффективное время действия фазы сжатия ударной волны на границе облака;

16. - изменение избыточного давления во времени для детонационной волны;.

17. - относительное расстояние за пределами облака, на котором рассчитываются параметры ударной волны;

18. - соотношение для определения давления – функции расстояния (значения параметров за пределами облака);

19. - максимальное избыточное давление при наземном и приземном взрывах;

20. - соотношение для определения импульса за пределами облака;

21. - импульс за пределами облака;

22. - эффективное время действия фазы сжатия ударной волны;

23. =2.5 - давление нормального отражения от вертикальной преграды при .