Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2109.pdf
Скачиваний:
106
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
3.13 Mб
Скачать

2.2.2. Определение вида окружающей территории

В связи с тем, что характер окружающего пространства в значительной степени определяет скорость взрывного превращения облака ТВС, следовательно, и параметры ударной волны, геометрические

характеристики окружающего пространства разделены на виды в

С

 

соответствии со степенью его загроможденности:

Вид 1. Наличие длинных труб, полостей, заполненных горючей

смесью, при сгоран

которой возможно ожидать формирование

турбулентных струй продуктов сгорания с размером не менее трех размеровВиддетонац онной ячейки данной смеси.

Вид 2. льнозагроможденное пространство: наличие полузамкнутых объемов, высокая плотность размещения технологического оборудования, лес, большое кол чество повторяющихся препятствий.

2.2.3.СлабозагроможденноеОпределен е ожидаемого режима взрывного превращения

3. Среднезагроможденное пространство: отдельно стоящие

технолог ческ

установки, резервуарный парк.

4.

и свободное пространство.

Известны два основныхАрежима быстропротекающих процессов детонация и дефлаграция.

Дефлаграция – процесс дозвукового горения, при котором образуется быстро перемещающаясяДзона (фронт) химических превращений. Передача энергии от зоны реакции в направлении движения фронта происходит за счет теплопередачи. ефлаграция происходит при горении газовоздушных смесей, смесей типа «воздух бензин», горении

порохов или пиротехнических составов.

И

 

Детонация – процесс, при котором зона превращений распространяется со сверхзвуковой скоростью и передача энергии происходит за счет ударного сжатия.

Для оценки параметров действия взрыва режимы сгорания облака ТВС разбиты на шесть режимов по скоростям их распространения.

Ожидаемый диапазон скорости взрывного превращения определяется с помощью экспертной табл. 8 в зависимости от класса горючего вещества и вида окружающего пространства.

Режимы взрывного превращения ТВС по диапазонам скоростей: Режим 1. Детонация или горение со скоростью фронта пламени 500 м/с

и больше.

Режим 2. Дефлаграция, скорость фронта пламени 300–500 м/с. Режим 3. Дефлаграция, скорость фронта пламени 200–300 м/с.

85

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8

 

Экспертная таблица для определения режима сгорания облака ТВС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс горючего

 

Вид окружающего пространства

 

 

вещества

1

 

2

3

 

4

 

 

 

 

Режим сгорания облака ТВС

 

 

1

1

 

1

2

 

3

С

 

 

 

 

 

 

2

1

 

2

3

 

4

3

2

 

3

4

 

5

4

3

 

4

5

 

6

Дефлаграция

 

 

 

 

 

Реж м 4. Дефлаграц я, скорость фронта пламени 150–200 м/с.

Реж м 5. Дефлаграция, скорость фронта пламени определяется

соотношен ем

 

 

 

 

 

 

 

V

k М 1/ 6

,

(2)

 

 

г

1

г

 

 

б

 

 

где k1 – константа, равная 43.

 

 

 

 

 

Реж м 6.

, скорость

фронта пламени

определяется

соотношен ем

 

 

 

 

 

 

 

V

 

k М 1/ 6

,

(3)

 

А

 

 

 

г

2

г

 

 

где k2 – константа, равная 26.

2.2.4. Оценка агрегатного состояния ТВС

Для дальнейших расчетов необходимоДоценить агрегатное состояние топлива смеси. Предполагается, что смесь гетерогенная, если более 50% топлива содержится в облаке в виде капель, в противном случае ТВС считается газовой. Провести такие оценки можно исходя из величины давления насыщенных паров топлива при данной температуре и времени формирования облака. Для летучих веществИтаких, как пропан при температуре +20 °С смесь можно считать газовой, а для веществ с низким давлением насыщенного пара (распыл дизтоплива при +20 °С) расчеты проводятся в предположении гетерогенной топливно-воздушной смеси.

2.3. Расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных ударных волн

После того как определен вероятный режим взрывного превращения, рассчитываются основные параметры воздушных ударных волн (избыточное давление P и импульс волны давления l) в зависимости от расстояния до центра облака.

86

2.3.1. Определение параметров ударной волны при детонации газовых и гетерогенных ТВС

Для вычисления параметров воздушной ударной волны на заданном

расстоянии R от центра облака при детонации облака ТВС предварительно

рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние по

С

 

 

 

 

 

 

 

соотношению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rх=R/(Е/P0)1/3,

 

 

(4)

где Е – эффект вный запас ТВС, Дж; P0

атмосферное давление,

Па (в

расчетах берется равным 101325 Па).

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

Далее рассч тываются безразмерное давление Рх и безразмерный

импульс фазы сжат я Ix.

 

 

 

 

 

 

 

В случае детонац

о лака газовой ТВС расчет производится по

формулам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

ln

Px 1,124

1,66 ln Rx

 

0,26 ln

Rx 2 10% ;

(5)

ln I

x

3,4217

0,898 ln R

x

0,009 ln R

x

2 15% .

(6)

Зав с мости (5) (6) справедливы для значений Rx, больших величины Rk = 0,2 меньш х Rk = 24. В случае Rk < 0,2 величина Px полагается равной 18, а в выражение (6) подставляется значение Rx = 0,142.

В случае детонации о лака гетерогенной ТВС расчет производится по следующим формулам:

Р

x

0,125 / R

x

0,137 / R2

0,023 / R3

10% ;

(7)

 

 

x

x

 

 

 

 

I x 0,022 / Rx 15%.

 

(8)

Зависимости (7) и (8)Асправедливы для значений Rx, больших величины

Rk = 0,25. В случае если Rx < Rk, величина Px

полагается равной 18, а

величина Ix = 0,16.

 

 

 

 

 

 

 

2.3.2. Определение параметров ударной волны при дефлаграции

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

газовых и гетерогенных ТВС

 

 

 

 

 

 

И

Для вычисления параметров воздушной ударной волны на заданном

расстоянии R от центра облака при детонации облака ТВС предварительно

рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние по

соотношению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rх=R/(Е/P0)1/3,

 

(9)

где Е – эффективный запас ТВС, Дж; Р0 – атмосферное давление, Па (в расчетах берется равным 101325 Па).

В случае дефлаграционного взрывного превращения облака ТВС к параметрам, влияющим на величины избыточного давления и импульса

87

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]