Величина показателя адиабаты газов
-
Газ
Воздух
1,4
Аргон
1,67
Гелий
1,67
Насыщенный пар
1,135
Согласно рекомендациям [12] при таком взрыве значения коэффициентов 1 = 0,3, 2 = 0,7, 3 = 0.
Расчет давления во фронте воздушной ударной волны при разрушении емкости проводится по формулам (3.12), (3.45), в последней из которых величина MQvн заменяется на Е, значение коэффициента 1 = 0,3.
Серьезную опасность представляет разлет осколков, образующихся при разрушении емкости. Движение осколка с известной начальной скоростью можно описать системой уравнений вида [55]
(3.45)
где m - масса осколка, кг;C1,C2 - коэффициенты лобового сопротивления и подъемной силы осколка соответственно;S1,S2 - площадь лобовой и боковой поверхности осколка, м2;0 - плотность воздуха, кг/м3; - угол вылета осколка;x, y - координатные оси.
Решение этой системы уравнений приведено на рис. 3.7.
|
|
|
Рис.3.7. Система графиков для оценки дальности полета осколков.
При пользовании данными рис.3.7 следует иметь в виду, что большинству осколков, образующихся при взрыве, присуща неправильная форма. Коэффициент подъемной силы таких осколков C1 = Cy = 0 (Cy 0 для плоских осколков). Значения коэффициента C1 = Cx для некоторых тел в зависимости отношения V0/C0, где C0 - скорость звука в атмосфере, представлены на рис.3.8:
Рис.3.8. Значения коэффициента Cx (1 - куб, 2 - цилиндр, 3 - шар) |
В приближенных расчетах для оценки дальности разлета осколков допускается использовать соотношение
Lm
=
3.46,
где Lm - максимальная дальность разлета осколков, м;V0 - начальная скорость полета осколков,м/с;g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения.
Соотношение (3.46) получено для случая полета осколков в безвоздушном пространстве. При больших величинах V0 оно дает завышение значения Lm. Дальность Lm, определенную таким образом, следует ограничить сверху величиной L*
Lm L* = 238 3.47,
где Е - энергия рассматриваемого взрыва, Дж;Qv тр - теплота взрыва тротила (табл.2), Дж/кг.Значения L* получены при взрывах тротиловых зарядов в металлической оболочке (бомб, снарядов).
При взрыве емкости со сжатым горючим газом энергия взрыва Е, Дж, находится по соотношению [12]
E
=
+ MQvп 3.48,
где M = M0 - масса газа, участвующего во взрыве, кг;Qvп - теплота взрыва горючего газа, Дж/кг;, - коэффициенты, определяемые согласно (3.32), (3.45);
Масса газа в емкости до взрыва M0 = V0 , где величины P0, Pг, V имеют то же значение, что и в формуле (3.46), а величина 0 - плотность газа при атмосферном давлении.
Как отмечалось в разделе 3.4, показатель адиабаты продуктов взрыва ГВС 1,25. Более точные значения показателя адиабаты некоторых газов, используемые для расчета последствий взрыва, приведены в табл.3.8.
Таблица 3.8
-
Горючий компонент
Аммиак
1,248
Ацетон
1,259
Бутан
1,270
Бензол
1,261
Водород
1,248
Метан
1,256
Пропан
1,257
Этан
1,257
Этилен
1,259
В рассматриваемом случае также имеет место соотношение Е Eув + Еоск + Ет, где Е - энергия взрыва, Еув = 1Е - энергия, расходуемая на формирование воздушной ударной волны, Еоск = 2Е - кинетическая энергия осколков, Ет = 0Е - энергия, идущая на тепловое излучение. Согласно данным [12] здесь коэффициенты 1 = 0,2, 2 = 0,5, 3 = 0,3.
Расчет давления во фронте воздушной ударной волны и дальности разлета осколков при известных значениях энергии взрыва Е и коэффициентов 1, 2, 3 приводится по аналогии с рассмотренным случаем взрыва емкости с инертным газом.
Необходимо отметить различие событий, происходящих при разгерметизации сосудов, содержащих газ под давлением, и сосудов, содержащих сжиженные газы. Если в первом случае основным поражающим фактором являются осколки оболочки, то во втором - осколки могут не образоваться, так как при нарушении герметичности баллонов с сжиженными газами их внутреннее давление практически одновременно с разгерметизацией становится равным внешнему и далее вступают в действие процессы истечения сжиженного газа из разрушенного баллона в окружающую среду и его испарения. При этом в случае взрыва основными поражающими факторами являются ударная волна и тепловое излучение.