- •Введение
- •Последствия внутренних дефлаграционных взрывов
- •Рис.1.1.8. Сравнение экспериментальных и расчетных осциллограмм давления при взрыве пропановоздушной смеси в кубической камере (h = 305мм).
- •Физико-химические параметры некоторых горючих веществ
- •Акрилонитрил
- •Общая характеристика детонационных взрывов
- •Рис. 1.3.1. Типичные профили взрывных нагрузок
- •Параметры ВУВ при взрывах ВВ на различных приведенных расстояниях
- •Р-I диаграммы для оценки степени разрушения промышленных зданий и поражения людей при воздействии на них взрывных нагрузок.
34
1.3. Поражающие факторы при детонационных взрывах газопаровоздушных смесей (ГПВС)
1.3.1. Общая характеристика детонационных взрывов
Детонационные взрывы ГПВС в открытой атмосфере происходят редко, т.к. для их возникновения требуется мощный источник энергии, например, от взрыва ВВ. Однако, такие смеси как водородовоздушные или ацетиленовоздушные могут перейти из режима дефлаграционного взрыва в режим детонационного взрыва. Избыточное давление в детонационной волне составляет 1200...1800кПа. При детонации ГПВС на грунте воронка взрыва не образуется.
Основными поражающими факторами детонационного взрыва является ударная волна, характеризуемая избыточным давлением и импульсом волны сжатия, и огненный шар раскаленных продуктов взрыва.
Значения избыточного давления на фронте ВУВ детонационного вычисляется по следующему соотношению:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0.146 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
∆p = |
|
|
|
4.96 + |
|
|
|
0.974 |
+ |
|
|
|
, кПа, |
(1.3.1) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
R |
|
|
|
R |
|
|
R |
|
|
|||||
где |
|
= |
|
|
|
(м/кДж1/3) - |
приведенное расстояние до центра наземного |
||||||||||||||||
R |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
2E |
|
||||||||||||||||||||||
3 |
ув |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
взрыва; Еув - энергия взрыва, |
|
затраченная |
на образование |
воздушной |
|||||||||||||||||||
ударной волны (Еув = Е η); |
Е - полная энергия, высвобождающаяся при |
детонационном взрыве ГПВС; η - коэффициент перехода энергии взрыва в ВУВ (η = 0,4 ).
Как следует из (1.3.1) параметры ВУВ при детонационном взрыве ГПВС в основном зависят от энергии детонировавшего облака.
Различия в скоростях распространения пламени при детонационном и дефлаграционном режимах взрывного превращения ГПВС приводят к качественному изменению профилей взрывных нагрузок. При детонации формируется воздушная ударная волна (ВУВ). Соответственно различны и профили давлений (нагрузок) при детонации ГПВС и дефлаграции.
На рис.1.3.1 приведены типичные нагрузки при детонационном и дефлаграционном взрыве водородно-воздушной смеси.
34
10 |
|
|
|
|
|
а) |
|
∆Р, кПа |
|
|
|
|
|
||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
-10 |
|
|
|
|
|
|
|
-20 |
|
|
|
|
|
|
t, мс |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
100 |
|
|
|
|
|
б) |
|
∆Р, кПа |
|
|
|
|
|
||
50 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
-50 0 |
|
|
|
|
|
t, мс |
|
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
||
Рис. 1.3.1. Типичные профили взрывных нагрузок |
|||||||
а) при дефлаграции ГПВС – волна сжатия и волна разрежения; |
|||||||
б) при детонации ГПВС – ударная волна и волна разрежения. |
Для детонационных взрывов ГПВС качество смеси не оказывает существенного влияния на параметры ВУВ (рис.1.3.2).
|
∆Р, кПа |
|
|
|
|
∆Р, кПа |
|||
60 |
|
|
а) |
|
|
60 |
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
40 |
|
Детонация стехиометрической |
40 |
детонация переобогащенной |
|||||
|
|
пропановоздушной смеси |
|
пропановоздушной смеси |
|||||
20 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
t, мс |
0 |
|
|
t, мс |
|
|
|
|
|
|
||||
-20 |
|
|
|
|
-20 20 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
20 |
30 |
40 50 |
60 |
70 |
80 |
30 40 50 60 70 80 90 |
Рис.1.3.2. Профили ВУВ при детонации стехиометрической (а) и переобогащенной (б) пропановоздушной смеси
на расстоянии 15м от центра полусферы (начальный радиус полусферы - 4м.).
1.3.2. Уравнения, описывающие параметры ВУВ при детонационных взрывах
Описанная ниже методика разработана на основе экспериментальных данных, полученных при проведении наземных детонационных взрывов.
Исходные данные для выполнения расчетов должны включать: массу горючей компоненты M в горючей смеси; долю детонирующей части
35
36
горючей смеси Z ; удельную энергию взрыва qт ; стехиометрическую концентрацию горючего в смеси Cст х ; расстояние до центра взрыва R.
Указанные исходные данные подготавливаются путем разработки сценария аварии и использования табл.1.3.5.
Радиус продетонировавшего облака RД при наземном взрыве определяется по формуле:
|
|
|
|
|
|
|
|
M Z |
|
|
|
RД = 0.782 3 |
|
|
Cстх , м. |
(1.3.1) |
|||||
Избыточное давление на фронте детонационной волны ∆Pg |
|
|||||||||
определяется: |
|
ρ |
|
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
, |
кПа, |
(1.3.2) |
|||||
∆PД = |
|
|
Д |
10−3 |
||||||
|
k Д |
+1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
где ρсм - плотность ГПВС до взрыва, определяемая по табл.1.3.5. Полная энергия, выделившаяся при детонационном взрыве ГПВС:
E = |
M Z |
qv |
, кДж , |
(1.3.3) |
||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Cстхm |
|
|
|
|
|||||
где qv определяется по данным табл.1.3.5. |
|
|||||||||||
Энергия взрыва на образование воздушной ударной волны Еув |
|
|||||||||||
|
|
Еув = Е η, |
|
|
|
(1.3.4) |
||||||
где η - коэффициент перехода энергии взрыва в ВУВ, равный η = 0,4 . |
|
|||||||||||
Приведенное расстояние до центра наземного взрыва |
|
равно: |
|
|||||||||
R |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
R |
, м/кДж1/3 , |
(1.3.5) |
|||||
|
R = |
|||||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|||||||
|
2Eув |
где R – расстояние до центра взрыва, м.
Значения избыточного давления ∆Pф на фронте ВУВ детонационного
взрыва в зависимости от приведенных расстояний вычисляются по следующим формулам:
а) в области 0,068≤R≤0,31 м/кДж1/3
|
|
|
|
∆Pф |
= |
4,156 |
|
|
, кПа; |
(1.3.6) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
1.,7 |
|
|||||||||||||||
б) в области |
|
>0,31 м/кДж1/3 |
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
∆Pф = |
4,96 |
+ |
0,974 |
+ |
0,146 |
, кПа; |
(1.3.7) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
R |
|
R2 |
|
|
R3 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длительность действия положительной фазы избыточного давления определяется по зависимости
τ+ = |
|
3 |
|
10−3 , с, |
(1.3.8) |
τ |
2 Eув |
36
где τ+ - приведенное время действия фазы сжатия, определяется по формулам:
а) в области 0,058 ≤ R ≤ 0,434 м / кДж 1/3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, мс/кДж1/3 ; |
(1.3.9) |
||||
|
|
|
|
|
|
+ |
= 0,323 |
|
|
||||||||||||
τ |
R |
||||||||||||||||||||
б) в области |
|
> 0,434 м / кДж 1/3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
R |
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
− 0,434 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
τ+ = 0,323 |
|
R |
|
1− |
|
|
|
6,2 |
|
, мс/кДж1/3 . |
(1.3.10) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельный импульс фазы сжатия ВУВ i+ определяется по формуле
|
|
|
|
i+ = |
|
|
3 |
|
|
|
, Па с, |
(1.3.11) |
|||
i+ |
|
2Eув |
|||||||||||||
где |
|
- приведенный удельный импульс, определяемый по формуле: |
|||||||||||||
i+ |
|||||||||||||||
|
|
|
|
= 0, |
694 |
, |
Па с/кДж0.5. |
(1.3.12) |
|||||||
|
|
i+ |
|||||||||||||
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Изменение избыточного давления во времени определяется по |
||||||||||||||
формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
∆P(t) = ∆Pф |
|
|
t |
n |
|
||||||||
|
|
1 |
− |
, кПа, |
(1.3.13) |
||||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τ+ |
|
где n - показатель спада давления, вычисляемый по зависимости:
n = |
∆Pф |
τ+ |
|
−1. |
(1.3.14) |
|
|
|
|
|
|||
|
i+ |
|
Значения ∆Pф , τ+ , n , i+ в зависимости от приведенных расстояний Rг
приведены в табл.1.3.6. Указанные величины не зависят от энергии взрыва, что является следствием закона подобия при взрывах.
Таблица 1.3.5
Физико-химические свойства горючих газов и паров при t=150С (Т=288,15 К)
Горючая |
|
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
|||
компонента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
взрывоопасной |
|
2А |
|
2Б |
3А |
|
3Б |
|
|
|
|
||
смеси |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Водород |
|
H2 |
0,884 |
25,22 |
|
29,6 |
3420 |
|
3025 |
4 |
75 |
15 |
2955 |
Метан |
|
CH4 |
1,169 |
64,49 |
|
9,51 |
2744 |
|
3207 |
5 |
15 |
|
2745 |
Этан |
|
C2H6 |
1,223 |
72,00 |
|
5,66 |
2798 |
|
3422 |
2,9 |
15 |
2,97 |
2830 |
Пропан |
|
C3H8 |
1,246 |
75,19 |
|
4,03 |
2797 |
|
3485 |
2,1 |
9,5 |
2,57 |
2845 |
Бутан |
|
C4H10 |
1,259 |
76,96 |
|
3,13 |
2797 |
|
3521 |
1,8 |
9,1 |
1,98 |
2845 |
Ацетилен |
|
C2H2 |
1,211 |
85,36 |
|
7,75 |
3400 |
|
4117 |
2,5 |
81 |
9,7 |
3415 |
Этилен |
|
C2H4 |
1,218 |
77,64 |
|
6,54 |
3005 |
|
3660 |
3,0 |
32,0 |
3,32 |
3030 |
Пропилен |
|
C3H6 |
1,245 |
79,37 |
|
4,46 |
2888 |
|
3596 |
2,2 |
10,4 |
3,35 |
2970 |
Бутилен |
|
C4H8 |
1,259 |
80,27 |
|
3,38 |
2887 |
|
3635 |
1,6 |
9,4 |
|
2970 |
Бензол |
|
C6H6 |
1,277 |
90,01 |
|
2,84 |
2782 |
|
3553 |
1,4 |
7,1 |
|
2950 |
Толуол |
|
C7H8 |
1,281 |
88,88 |
|
2,23 |
2854 |
|
3657 |
1,3 |
6,7 |
|
2970 |
37
38
Окончание табл. 1.3.5
Горючая |
|
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
|||
компонента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
взрывоопасной |
|
2А |
|
2Б |
3А |
|
3Б |
|
|
|
|
||
смеси |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Циклогекса |
|
C6H10 |
1,295 |
106,2 |
|
2,28 |
2793 |
|
3618 |
1,2 |
10,6 |
|
2875 |
нон |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метанол |
|
CH4O |
1,237 |
166,5 |
|
12,3 |
3232 |
|
3997 |
6,0 |
34,7 |
|
2800 |
Этанол |
|
C2H6 |
1,268 |
127,5 |
|
6,54 |
2788 |
|
3535 |
3,6 |
19,0 |
|
2785 |
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ацетон |
|
C3H6 |
1,282 |
122,6 |
|
4,99 |
2888 |
|
3702 |
2,2 |
13,0 |
|
2840 |
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стирол |
|
C8H8 |
1,285 |
90,60 |
|
2,06 |
2891 |
|
3715 |
1,0 |
5,2 |
|
3015 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
Окись |
|
CO |
1,209 |
350,5 |
|
29,6 |
2932 |
|
3547 |
12, |
74,0 |
|
3085 |
углерода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
Диэтилов. |
|
C4H10 |
1,285 |
106,1 |
|
3,38 |
2827 |
|
3633 |
1,7 |
49,0 |
|
2910 |
эфир |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дихлорэта |
|
C2H4 |
1,402 |
313,8 |
|
6,54 |
2449 |
|
3433 |
3,6 |
33,0 |
|
2785 |
н |
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н-Пентан |
|
C5H12 |
1,267 |
78,08 |
|
2,56 |
2794 |
|
3540 |
1,4 |
7,8 |
|
2860 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
Условные обозначения к табл.1.3.5. 1 - Плотность стехиометрической смеси ρ, кг/м3
2- Концентрация горючего в стехиометрической смеси; 2А – массовая концентрация, г/м3; 2Б - объемная концентрация, об. %.
3- Удельная энергия взрыва стехиометрической смеси; 3А - массовая энергия взрыва, кДж/кг; 3Б - объемная энергия взрыва, кДж/м3.
4- Нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения, об. %.
5- Верхний концентрационные пределы воспламенения, об. %.
6- Нижний концентрационный предел детонации, об. %.
7– Температура взрыва, К.
Таблица 1.3.6
Параметры ВУВ детонационного взрыва на различных приведенных расстояниях
|
RГ ,1/3 |
∆Рф, |
τ+ |
|
i+ , |
qф, |
|
|
j+ , |
н |
|
||||||
|
кПа |
n |
кПа |
m |
|
∆Pот р |
, |
||||||||||
м/кДж |
|
мс/ |
|
|
|
|
|
|
|
кПа |
|
||||||
|
|
|
|
кДж1/3 |
|
Па с/ |
|
|
Па с/ |
|
|||||||
|
|
|
|
|
кДж1/3 |
|
|
кДж1/3 |
|
|
|||||||
0,068 |
406 |
0,084 |
2,35 |
10,206 |
369 |
6,54 |
4,108 |
1699 |
|
||||||||
0,072 |
364 |
0,087 |
2,274 |
9,639 |
308 |
6,43 |
3,606 |
1469 |
|
||||||||
0,076 |
332 |
0,089 |
2,239 |
9,132 |
265 |
6,34 |
3,215 |
1299 |
|
||||||||
0,080 |
304 |
0,091 |
2,206 |
8,675 |
229 |
6,25 |
2,875 |
1157 |
|
||||||||
0,084 |
280 |
0,094 |
2,174 |
8,262 |
198 |
6,17 |
2,596 |
1036 |
|
||||||||
0,088 |
259 |
0,096 |
2,145 |
7,886 |
173 |
6,10 |
2,341 |
933 |
|
38
Окончание табл. 1.3.6
|
|
|
∆Рф, |
|
|
|
|
|
|
|
|
qф, |
|
|
|
|
∆Pотн р |
|
|
R |
|
|
τ |
+ |
|
|
i |
|
j |
, |
|||||||
|
Г , |
кПа |
|
|
|
n |
+ , |
кПа |
m |
+ , |
|
|||||||
1/3 |
мс/ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
м/кДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кПа |
|
||||||
|
|
|
|
кДж1/3 |
|
Па с/ |
|
|
Па с/ |
|
||||||||
|
|
|
|
|
кДж1/3 |
|
|
кДж1/3 |
|
|
||||||||
0,092 |
240 |
0,098 |
2,117 |
7,544 |
152 |
6,02 |
2,121 |
844 |
|
|||||||||
0,096 |
223 |
0,100 |
2,091 |
7,229 |
134 |
5,95 |
1,927 |
767 |
|
|||||||||
0,100 |
208 |
0,102 |
2,066 |
6,940 |
118 |
5,90 |
1,747 |
700 |
|
|||||||||
0,150 |
104,5 |
0,125 |
1,827 |
4,627 |
33,5 |
5,32 |
0,664 |
289,7 |
||||||||||
0,200 |
64,1 |
0,144 |
1,669 |
3,470 |
13,5 |
4,370 |
0,362 |
160 |
|
|||||||||
0,250 |
43,9 |
0,161 |
1,552 |
2,776 |
6,39 |
3,783 |
0,215 |
103,1 |
||||||||||
0,300 |
32,2 |
0,177 |
1,461 |
2,313 |
3,49 |
3,450 |
1,388 |
72,7 |
|
|||||||||
0,35 |
25,5 |
0,191 |
1,460 |
1,983 |
2,21 |
3,262 |
0,099 |
56,4 |
|
|||||||||
0,40 |
20,6 |
0,204 |
1,445 |
1,735 |
1,45 |
3,125 |
0,072 |
45,1 |
|
|||||||||
0,45 |
17,4 |
0,216 |
1,440 |
1,542 |
1,04 |
3,038 |
0,055 |
37,4 |
|
|||||||||
0,50 |
15,0 |
0,225 |
1,426 |
1,388 |
0,77 |
2,972 |
0,0435 |
31,8 |
|
|||||||||
0,60 |
11,6 |
0,240 |
1,419 |
1,157 |
0,47 |
2,881 |
0,029 |
24,4 |
|
|||||||||
0,70 |
9,5 |
0,253 |
1,424 |
0,991 |
0,31 |
2,825 |
0,0205 |
19,8 |
|
|||||||||
0,80 |
8,0 |
0,264 |
1,434 |
0868 |
0,22 |
2,785 |
0,0153 |
16,6 |
|
|||||||||
0,90 |
6,9 |
0,273 |
1,444 |
0,771 |
0,17 |
2,275 |
0,0123 |
14,2 |
|
|||||||||
1,00 |
6,1 |
0,280 |
1,451 |
0,694 |
0,13 |
2,737 |
0,0097 |
12,5 |
|
|||||||||
1,20 |
4,9 |
0,290 |
1,457 |
0,579 |
0,084 |
2,706 |
0,0065 |
10,0 |
|
|||||||||
1,40 |
4,1 |
0,296 |
1,448 |
0,496 |
0,06 |
2,60 |
0,0048 |
8,3 |
|
|||||||||
1,60 |
3,5 |
0,299 |
1,423 |
0,434 |
0,04 |
2,672 |
0,0032 |
7,1 |
|
|||||||||
1,80 |
3,1 |
0,298 |
1,384 |
0,386 |
0,03 |
2,65 |
0,0024 |
6,2 |
|
|||||||||
2,00 |
2,7 |
0,295 |
1,332 |
0,347 |
0,02 |
2,65 |
0,0016 |
5,5 |
|
|||||||||
2,50 |
2,1 |
0,278 |
1,153 |
0,278 |
0,02 |
2,64 |
0,0015 |
4,3 |
|
39
40
1.4. Поражающие факторы при взрывах конденсированных взрывчатых веществ (ВВ)
1.4.1. Общая характеристика взрывов ВВ
Конденсированные ВВ (твердые, пластичные, жидкие, литые, прессованные, порошкообразные, чешуированные и т.п.) отличаются высокой плотностью (свыше 500кг/м3) и высокой скоростью детонации. Давление в детонационной волне пропорционально плотности ВВ ρ и квадрату скоро-
сти детонации D: ∆p = ρk +D12 , где k – показатель адиабаты (для конденсиро-
ванных ВВ k=3). При взрывах конденсированных ВВ на грунте всегда образуется воронка взрыва, а от границы заряда уходит воздушная ударная волна (ВУВ) с очень высоким давлением.
Основным поражающим фактором при взрыве ВВ является ударная волна. Избыточное давление во фронте ВУВ определяется по формуле М.А.Садовского:
∆p = |
82,4 |
+ |
265 |
+ |
687 |
, кПа, |
(1.4.1) |
||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|||||
|
R |
|
|
R |
R |
где R - приведенное расстояние до центра взрыва:
|
|
|
R |
|
, м/кг |
1/3 |
, |
(1.4.2) |
R = |
|
|||||||
3 |
|
|
|
|||||
Kэф С z |
|
где С - масса заряда, кг; z - коэффициент, учитывающий отношение теплоты взрывчатого превращения ВВ к теплоте взрывчатого превращения тротила; Кэф - коэффициент эффективности заряда ВВ по образованию ВУВ.
Поражающие факторы при взрыве ВВ зависят от следующих параметров: типа ВВ; его массы; расположения заряда относительно твердых поверхностей; расстояния от точки наблюдения до места взрыва.
Взрывные нагрузки от зарядов ВВ отличаются по многим важнейшим признакам от взрывных нагрузок при взрывах ГПВС:
-взрывные нагрузки от ВВ и взрывные нагрузки при детонации ГПВС имеют несопоставимые величины длительности нагружения;
-в «ближней» зоне взрыва уровни взрывных нагрузок от ВВ существенно превышают уровни взрывных нагрузок при детонации ГПВС и тем более при дефлаграции.
40
70 |
∆Р, кПа |
|
|
|
|
∆Р+ |
|
|
|
|
|
40 |
|
I+- импульс фазы |
|
|
|
|
|
сжатия |
|
|
tа+Т+ +Т |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
I-- импульс фазы |
|
|
|
|
|
разрежения |
|
|
∆Р0- |
|
tа+Т+ |
|
|
t, мс |
-20 |
tа |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
Рис. 1.4.1. Типичный вид ударной волны при подрыве ВВ. |
|||||
Типичный профиль взрывного давления при подрыве ВВ приведен на |
|||||
рис.1.4.1. |
|
|
|
|
|
1.4.2. Уравнения, описывающие параметры |
|||||
|
|
ВУВ при взрывах ВВ |
|
||
Описанная ниже |
методика |
построена |
на основе методики |
М.А.Садовского.
Избыточное давление во фронте ВУВ определяется по формуле:
∆pф |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
кПа , |
(1.4.3) |
||||
= |
|
|
|
82,4 + |
|
|
|
|
265 + |
|
|
|
687 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
R |
R |
|
R |
|
|
|
|
|
где R - приведенное расстояние до центра взрыва, определяемое по зависимости:
|
|
|
R |
1 |
, |
(1.4.4) |
||
|
|
|
|
|
||||
R = |
|
|
м/ кг3 |
|||||
|
|
|
||||||
Kэф С |
||||||||
3 |
|
|
|
|
где С - масса заряда в кг; Кэф - коэффициент эффективности заряда ВВ по образованию ВУВ:
Kэф = K β , |
(1.4.5) |
где К - коэффициент вида взрыва, учитывает высоту расположения заряда ВВ относительно поверхности земли, равный 1 – для воздушных взрывов и 2 - для наземных взрывов; β - коэффициент, учитывающий отношение теплоты взрывчатого превращения ВВ к теплоте взрывчатого превращения тротила. Значения β приведены в табл.1.4.1.
|
Значение β для ряда ВВ |
Таблица 1.4.1. |
||
|
|
|
||
Виды ВВ |
β |
Виды ВВ |
|
β |
Тротил |
1 |
Тринитроанилин |
|
0,981 |
Динитробензол |
0,86 |
Пикрат аммония |
|
0,792 |
Тринитробензол |
1,066 |
Аммонийная селитра |
|
0,396 |
Октоген |
1,278 |
Аммотол 80/20 |
|
0,991 |
Тэн |
1,378 |
Пироксилин |
|
1,03 |
Дымный порох |
0,658 |
Гексоген |
|
1,306 |
Тринитрохлорбензол |
1 |
Оксиликвиты (поглотители) |
|
0,991 |
|
|
|
41 |
42
Закон изменения избыточного давления во времени определяется по зависимости:
( |
) |
|
|
t n |
|
|
|
= ∆pф |
1− |
|
|
кПа, |
(1.4.6) |
||
∆p t |
|
|
|||||
|
|
|
|
τ+ |
|
|
где τ+ - длительность положительной фазы, определяемая по зависимости:
|
|
|
|
|
(1.4.7) |
τ+ =τ+ 3 Kэф СВВ с, |
где τ+ - приведенное время длительности положительной фазы ВУВ, определяемое по формуле:
1 |
|
|
τ+ =1,5 10−3 R с/ кг3 |
, |
(1.4.8) |
где n - показатель спада избыточного давления, вычисляемый по зависимости:
|
|
∆p |
γ |
|
|
n = 1 |
+ |
ф |
|
(1.4.9) |
|
Р0 |
|||||
|
|
|
|
где γ - показатель степени, равный при 5 ≤ ∆pф ≤ 1000 кПа
0,6 |
при ∆рф р0 |
|
||
γ = |
|
≤р |
, |
(1.4.10) |
0,4 при ∆р |
||||
|
ф |
0 |
|
где р0 - атмосферное давление (101,3 кПа).
Приведенный удельный импульс положительной фазы избыточного давления определяется по выражению
|
|
|
∆pф τ+ |
Па с |
|
||
i+ = |
(1.4.11) |
||||||
n +1 |
кг |
1/3 |
|||||
|
|
|
|
|
При взрывах ВВ имеет место подобие явлений, которое выражается в следующем. При двух геометрически подобных взрывах зарядов ВВ различной энергии на одинаковых приведенных расстояниях от центра взрыва равны: значения избыточных давлений ∆рф; приведенные времена положи-
тельной фазы τ +; приведенный удельный импульс положительной фазы i+ ; показатель спада избыточного давления n. Это позволяет создавать
универсальные таблицы значений параметров ВУВ, независимо от их энергии взрыва (см. табл.1.4.2). Для перехода к размерным значениям
приведенные величины нужно умножить на 3Kэф С.
42