2. Дефлаграционные взрывы (взрывное сгорание смесей)

Облака ГПВС, переобогащенные топливом, не детонируют, а интенсивно горят, образуя огненный шар.

Радиус огненного шара _, м и время его существования,с:

;, (27)

где С - масса испарившегося продукта, кг; А₁, А₂,и- коэффициенты, которые достаточно близки для жидких ракетных топлив и сжиженных газов.

А₁=3,76 ... 3,86; A₂=0,258 ... 0,299;

=0,325 ... 0,320; =0,349 ... 0,320.

Температура огненного шара зависит от вещества и может составлять; 2500К - для ракетных топлив; 1350К - для горючих газов.

Тепловой поток qна расстоянииR, м,

,Вт/м², (28)

где F=161,7;G=5,26 10^-5- константы.

Тепловая доза (тепловой импульс)

или,Дж/м², (29)

где вG=2,04 10⁴.

Замечание.

Для небольших огненных шаров, образуемых при взрывах пропана, пентана, октана в воздухе (С < 10кг) А ₂= 1,07,= 0,181 в формуле для.

V. Расчет параметров осколков

Осколки при взрывах делятся на первичные (фрагменты материала, емкости, оболочки) и вторичные, возникающие под действием ударной волны на различные объекты.

Начальная скорость первичного осколка, м/с:

, (30)

гдеQ_m – удельная теплота взрыва конденсированных ВВ;

Q_mстх – удельная теплота взрыва ГПВС, находящейся без избыточ

ного давления;

Q=Q= (Q_mстх +P/(- 1)) –полная энергия смеси

взрывоопасного газа, находящегося под давлением;

Q =P/(- 1) – энергия инертного газа, находящегося под

избыточным давлением.

=С/m. В зависимостях: С - масса заряда, кг;Q - удельная теплота взрыва, Дж/кг;m– масса оболочки, кг;

. Здесь:- плотность газа при нормальных условиях, кг/;- плотность газа в емкости, кг/;- показатель изентропы (табличная величина);- избыточное давление в емкости, Па;

Р – внутреннее давление в емкости, Па;

- атмосферное давление..

Радиус разлета осколков

, м, гдеH- высота центра взрыва, м;g- ускорение свободного падения, м/.

Пороговая скорость осколка массой m, кг, по критерию тяжелого ранения человека

, м/с. (31)

Примечание: аварийные взрывы емкостей с ГПВС под внутренним давлением изложены в учебном пособии кафедры.

VI.Расчет параметров проникающей радиации яв

Поражающее действие ПР определяется суммированием доз облучения, получаемых от - излучения (Д) и нейронов (n⁰) - Дn⁰

Дсум = Д_+ Дn⁰ ,рад. (32)

Поток нейтронов

(33)

где Фn⁰– поток нейтронов,n⁰/м²;

С – мощность ЯВ, кт;

R– расстояние от центра взрыва до заданной точки, м.

Мощность дозы мгновенного гамма – излучения

рад/ч. (34)

Доза осколочного гамма - излучения

рад. (35)

Доза захватного гамма – излучения

рад. (36)

Доза мгновенного гамма – излучения

рад. (37)

Суммарная доза гамма – излучения ПР

Д= Доск +Дзах + Дмгн, рад (38) Замечание к формуле (37). Доза мгновенного гамма – излучения за ничтожное малое время (доли микросекунд) мала. Ее значением можно пренебречь. Но мощность дозы этого излучения достигает больших величин по сравнению с осколочным и захватным.

Более строгое значение Д(38) будет

Д= Доск +Дзах +, т.е. с учетом максимальной дозы облучения после взрыва.

7. Расчет параметров электромагнитного импульса (ЭМИ) ЯВ

Напряженность создаваемая ЭМИ электрического поля, создаваемая ЭМИ

В/м. и, (39)

где Е_Г и Е_В– напряженности горизонтальной и вертикальной составляющих электрического поля, В/м;

R– расстояние от центра взрыва, км;

С - мощность ЯВ, кт.

Напряжение, наводимое ЭМИ в горизонтальных (U_Г) и вертикальных (U_В) проводах

U_Г= Е_Гl_ГиU_В= 500U_Г= 500Е_Гl_В,В, (40)

где l_Гиl_В– максимальная длина горизонтальных и вертикальных не экранированных проводов, м.

IV. Достоверно оценить воздействия взрыва на объекты весьма сложно. При оценке воздействия взрыва необходимо учитывать: мощность и положение центра взрыва; ориентацию объекта к центру взрыва: возможную экранировку и затенение объекта от различных препятствий: характеристику объекта, его геометрию, массовые, инерционные, жесткостные, прочностные и др. параметры его конструкций, а также периоды собственных колебаний зданий и сооружений. Подобная оценка выходит за рамки программного обучения и нами рассматриваться не будет.

Для приближенной оценки степени повреждения (поражения) объекта используют обобщенные экспериментальные данные и результаты анализа прошлых аварий. При приближенной оценке чаще всего используют только один параметр поражающего фактора взрыва

( допустим, только ,,IилиQ), хотя реально на любой объект одновременно действует несколько поражающих факторов, каждый из которых имеет свои конкретные значения параметров.

Для оценки воздействия взрыва на любой объект надо решить две задачи. Необходимо, во-первых, установить (расчетом или измерением) величины параметров поражающих факторов взрыва. Во-вторых, установить степень разрушения (поражения) объекта по выбранным критериям оценки и сравнения их величин с расчетными данными.