5.4. Послідовність виконання лабораторної роботи.

5. 1. Наповнити ємність зволоженим (10…12%) піском певної кількості (постійної для кожного експерименту).

6. 2. Впевнитись у рівні піщаного шару відносно відмітки на внутрішній поверхні ємності. Пісок насипається по відмітку, злегка трамбується.

7. 3. Трубкою діаметром 8 мм виконати у піску отвір.

8. 4. Встановити в отвір поліетиленову трубку з провідником-містком розжарення.

9. 5. Залити місток розжарення водою, заповнити трубку набивкою.

10. 6. Виконати на відстані 100 мм від «заряду» отвори під датчики.

11. 7. Затрамбувати датчики піском.

12. 8. З'єднати мережу.

13. 9. Виконати модельний «вибух».

14. 10. Перезняти з екрана осцилографа імпульси.

15. 11. Виконати розрахунки та заповнити таблицю.

16. 12. Операції 4, 5, 9, 10, 11 повторюються для кожного типу набивки.

5.5. Запитання для самоперевірки:

1. Яким чином присутність набивки впливає на результат вибуху?

2. Які фактори і як впливають на процес розширення продуктів детонації (ПД)?

3. Як подовжити час дії ПД на масив?

4. Як впливає матеріал набивки на її ефективність?

5. Опишіть сутність експерименту.

Лабораторна робота № 6 Оцінка ефективності пухирцевого захисту навколишнього середовища від вибуху заряду у воді

6.1. Мета роботи: Дослідження ефективності застосування пухирцевого екрану на шляху поширення ударних хвиль у воді для забезпечення безпеки підводних споруд та навколишнього середовища [ 1,2].

6.2. Теоретичні відомості. Під час вибухових робіт у водних басейнах, пов'язаних із спушенням скельних грунтів для видобування корисних копалин чи для зведення гідротехнічних споруд, виникає потреба захисту навколишнього середовища від наслідків вибуху зарядів у воді. Іноді втрати, що несуть риборозводні господарства при таких роботах, в декілька разів переважають загальні витрати на буропідривні роботи (БПР). До основних видів впливу УХ при підводному вибуху відносяться сейсмічна та гідроударна хвилі. Остання являє собою найбільшу небезпеку для риби та підводних споруд. Гідроударна хвиля згасає набагато повільніше, ніж в інших середовищах, і може зберегти руйнуючу здатність на великих відстанях від місця вибуху. Тому виникає потреба локалізувати її дію. Одним з методів захисту є застосування пухирцевих перепон на шляху поширення гідроударної хвилі.

Пухирцева завіса утворюється пухирцями повітря, що спливають. Їх розміри змінюються від 0 до 20 мм. Середній діаметр пухирців приблизно вдвічі більший діаметра отвору в трубі повітряного розподільника. Швидкість підйому пухирців залежить від діаметра, середня швидкість складає V = 0,53 м/с. З підйомом пухирці повітря взаємно розштовхуються, тому ширина завіси з висотою збільшується. Об'ємний вміст повітря в завісі на вибраному рівні

, (6.1)

де b - ширина завіси; V_п - швидкість підйому повітря; g₁- витрата повітря на 1м повітрерозподільника.

В процесі роботи завіса хаотично коливається через викликану нею циркуляцію води.

Фронтальна прозорість пухирцевої завіси, під якою розуміється співвідношення між площею води, не зайнятої пухирцями, до площі всієї завіси по фронту, залежить від витрати повітря і при g = 0...0,75 м³ /хв. складає від 0 до 45 %.

Мінімальна витрата повітря для створення пухирцевої однорідної завіси

, (6.2)

де S₀ - площа одного отвору, м²; f - частота отворів в ряду, м ^–1.

Краще, якщо діаметр отвору не більше 1,0 мм, тоді завіса найбільш однорідна.

Під дією гідроударних хвиль пухирці повітря деформуються, на що витрачається частина енергії хвилі. Крім того, частина енергії вибуху відбивається від пухирців повітря, як від поверхні поділу двох середовищ з різними акустичними властивостями. Це призводить до значного зниження пікового тиску гідро хвилі, що пройшла через пухирцеву завісу.

6.3. Експеримент. Лабораторна робота виконується в водяному басейні (рис. 6.1). Розміри басейну повинні бути такими, щоб відбиті від його стінок хвилі не наклались на пряму хвилю, довжина якої визначається величиною заряду. При застосуванні гідровибуху довжина УХ не перевищує кількох сантиметрів.

Рис. 6.1. Схема експерименту: 1 - "заряд"; 2 - пусковий датчик; 3 - вимірюючи датчики; 4 - підсилювач; 5 - осцилограф; 6 - пухиркова завіса; 7 - труба з перфорацією; 8 - ємність з водою

В якості вимірювальних перетворювачів тиску застосовуються п'єзокристали, в якості реєструючої апаратури - запам'ятовуючий осцилограф.

Оскільки опір турмалінових перетворювачів тиску обчислюється мегомами, в схемі реєструючої системи передбачено підсилювач для узгодження турмалінових перетворювачів з входом осцилографа.

Вимірювальні перетворювачі тиску розміщуються на однакових відстанях від заряду в діаметрально протилежних сторонах від нього. Шляхом контрольних вибухів відшукують ідентичність зареєстрованих сигналів, що надходять від них. Між вимірювальним перетворювачем та зарядом створюється пухирцева завіса, для чого на дно басейну укладають перфоровані трубки, до яких подають повітря від компресора. Досліди проводяться з однією, двома та трьома трубками.

Результати дослідів фіксуються, після обробки осцилограм визначають величину зміни пікового тиску гідроударної хвилі P, що пройшла через пухирцеву завісу та заносять дані в таблицю 6.1.

Таблиця 6.1. Результати проведення експерименту

№ п/п	Умови досліду	S0, мм/мВ	Sg, мВсм 2/кг	А, мм	Рm, кг/см 2	ΔP,	Час, с
							τ	tн
1	Без завіси
2	3 завісою: в 1 ряд в 2 ряди в 3 ряди

Дається оцінка ефективності різного типу пухирцевих завіс.