3.2. Вибух технологічних систем із стиснутими газами.

Вихідні дані

№	Позначення	Одиниці виміру	Значення
1	Енергія вибуху газу (тількі для пальних газів), QVГ	кДж/кг	0
2	Початковий тиск газу в ємності, P1	МПа	8,9
3	Атмосферний тиск, Р0	кПа	101,3
4	Показник адіабати газу, kг		1,4
7	Щільність газу, 0	кг/м3	1,204
8	Температура при нормальних умовах, Т0	0С	20
9	Сумарна маса газу в балонах М,	кг	325
10	Температура газу в балонах, Тr,	°С	19
11	Відстань від епіцентру вибуху, R	м	10

Розрахунок

Ємності (резервуари, газгольдери, балони), які містять під тиском стислі та зріджені гази (як горючі, так і не горючі) широко застосовують у промисловості й побуті.

При вибуху таких ємностей можуть виникати сильні ударні хвилі, утворитися велика кількість уламків, що приведе до серйозних руйнувань і травм.

При вибуху в енергію вибуху переходить не тільки хімічна енергія пального газу, але й потенційна енергія стислого газу.

Енергія вибуху 1 кг газу (як пального так і не пального) визначається за формулою,

де – Q_VГ – енергія вибуху газу, кДж/кг, Р₁− початковий тиск газу в ємності, кПа; Р₀ = 101,3 кПа − атмосферний тиск; k_г – показник адіабати газу (k_г = С_р/С_υ; де С_р − питома ємність при постійному тиску, кДж/кг·К; С_υ − питома ємність при постійному об’ємі, кДж/кг·К); ρ_г.– щільність газу при тиску Р₁.

Щільність газу і тиск пов'язані залежністю:

,

де ; ρ₀, Р₀, Т₀ – щільність газу, тиск, температура при нормальних умовах (прийняти Т₀ = +20ºС); Q_vг, k_г, ρ₀ – визначаються за табл. 1.1[1]

k_г=1,4; p₀=101.3; T₀=20; T_г=19; p₁=8.9;

Отже, загальна енергія вибухувизначається як:

де - маса газу в ємності, кг.

E_заг=Е*М=197.5941*325=64203,4605 кДж

За розрахункову масу газуприймають 60% масової місткості судини при одиночному зберіганні і 90% - при груповому.

Е_заг=Е*0.9*М=0.9*325*64203.4605= 57783,1145кДж

В енергію ударної хвиліпереходить тільки 60...40% загальної енергії вибуху, (для розрахунку взяти 55%) а інша енергія витрачається на утворення і розліт уламків:

Е_ух=0.55*Е_заг=0.55*57783,1145= 35311,9033кДж

Е_ул=0.45*Е_заг=0.45*57783,1145= 32101,7303кДж

Величину тротилового еквіваленту вибуху ємності під тиском визначають за формулою:

де Е_ТНТ – енергія вибуху тротилу (Е_ТНТ = 4520 кДж/кг).

Визначивши величину тротилового еквіваленту за наступними формулами, визначаємо величину надлишкового тиску () і імпульс фази стиску ():

, кПа;

, кПа·с,

де - відстань від епіцентру вибуху, м.