Wyślij swoją dobrą pracę w bazie wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza
Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy korzystają z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Wam bardzo wdzięczni.
Hostowane na http://www.allbest.ru/
1. Ogólna charakterystyka zjawisk wybuchowychnowy
Eksplozje stanowią szczególne zagrożenie pod względem możliwych strat i szkód.
Eksplozja to uwolnienie dużej ilości energii w ograniczonej ilości w krótkim czasie.
Eksplozja prowadzi do powstania silnie podgrzanego gazu (plazmy) o bardzo wysokim ciśnieniu, który po chwilowym rozprężeniu wywiera uderzeniowy efekt mechaniczny (ciśnienie, zniszczenie) na otaczające go ciała.
Wybuchowi w ośrodku stałym towarzyszy jego zniszczenie i zgniecenie, w powietrzu lub w wodzie powoduje powstawanie powietrznych lub hydraulicznych fal uderzeniowych, które działają destrukcyjnie na umieszczone w nich przedmioty.
W działaniach innych niż zamierzone wybuchy przemysłowe przez eksplozję należy rozumieć gwałtowne, niekontrolowane uwolnienie energii, które powoduje falę uderzeniową przemieszczającą się w pewnej odległości od źródła.
W wyniku eksplozji substancja wypełniająca przestrzeń, w której uwalniana jest energia, zamienia się w silnie nagrzany gaz (plazmę) o bardzo wysokim ciśnieniu (do kilkuset tysięcy atmosfer). Gaz ten, błyskawicznie się rozszerzając, oddziałuje mechanicznie na otoczenie, powodując jego ruch. Wybuch w ośrodku stałym powoduje jego zgniecenie i zniszczenie w środowisku hydraulicznym i powietrznym – powoduje powstanie fali uderzeniowej (wybuchowej) hydrauliczno-powietrznej.
Fala wybuchowa - to ruch ośrodka wywołany wybuchem, w którym następuje gwałtowny wzrost ciśnienia, gęstości i temperatury ośrodka.
Czoło (przednia granica) fali uderzeniowej rozchodzi się w ośrodku z dużą prędkością, w wyniku czego obszar objęty ruchem gwałtownie się rozszerza.
Wybuch za pomocą fali uderzeniowej (lub latających produktów wybuchu - w próżni) wywołuje mechaniczne oddziaływanie na obiekty znajdujące się w różnych odległościach od miejsca wybuchu. Wraz ze wzrostem odległości od miejsca wybuchu mechaniczne oddziaływanie fali uderzeniowej słabnie. Eksplozja niesie więc ze sobą potencjalne niebezpieczeństwo uderzenia ludzi oraz ma zdolność niszczenia.
Wybuch może być spowodowany przez:
Detonacja skondensowanych materiałów wybuchowych (HE);
Szybkie spalanie łatwopalnej chmury gazu lub pyłu;
Nagłe zniszczenie naczynia ze sprężonym gazem lub przegrzaną cieczą;
Mieszanie przegrzanych ciał stałych (stopów) z zimnymi płynami itp.
W zależności od rodzaju nośników energii i warunków uwalniania energii, źródłami energii podczas wybuchu mogą być zarówno procesy chemiczne, jak i fizyczne.
Źródłem energii wybuchów chemicznych są szybko samoprzyspieszające się egzotermiczne reakcje oddziaływania substancji palnych z utleniaczami lub reakcje termicznego rozkładu związków nietrwałych.
Źródła energii sprężonych gazów (par) w zamkniętych objętościach urządzeń (urządzeń) mogą być zarówno zewnętrzne (energia wykorzystywana do sprężania puszek, pompowania cieczy; nośniki ciepła, które ogrzewają ciecze i gazy w zamkniętej przestrzeni), jak i wewnętrzne (egzotermiczne procesy fizyczne i chemiczne oraz procesy wymiany ciepła i masy w zamkniętej objętości), prowadzące do intensywnego parowania cieczy lub tworzenia się gazów, wzrostu temperatury i ciśnienia bez wewnętrznych zjawisk wybuchowych.
Źródłem energii wybuchów jądrowych są szybkołańcuchowe reakcje jądrowe fuzji lekkich jąder izotopów wodoru (deuteru i trytu) lub rozszczepienia ciężkich jąder izotopów uranu i plutonu. Fizyczne eksplozje występują, gdy gorące i zimne ciecze są przemieszczane, gdy temperatura jednej z nich znacznie przekracza temperaturę wrzenia drugiej. Parowanie w tym przypadku przebiega w sposób wybuchowy. Powstałej fizycznej detonacji towarzyszy pojawienie się fali uderzeniowej o nadciśnieniu sięgającym w niektórych przypadkach kilkuset MPa.
Nośnikami energii wybuchów chemicznych mogą być stałe, ciekłe, gazowe substancje palne, a także zawiesiny powietrzne substancji palnych (ciekłych i stałych) w środowisku utleniającym, m.in. iw powietrzu.
fala energii wybuchu
2. Materiały wybuchowe
Stałe i ciekłe nośniki energii w większości przypadków należą do klasy skondensowanych materiałów wybuchowych.
Materiały wybuchowe to związki chemiczne lub mieszaniny substancji zdolne do szybkiej reakcji chemicznej z wydzieleniem dużej ilości ciepła i utworzeniem gazu.
Skład materiałów wybuchowych obejmuje środki redukujące i utleniacze lub inne chemicznie nietrwałe związki. W przypadku zainicjowania wybuchu w tych substancjach egzotermiczne reakcje redoks lub reakcje rozkładu termicznego przebiegają z dużą szybkością z uwolnieniem energii cieplnej i dużej ilości gazu. Reakcja ta, która powstała w dowolnym miejscu ładunku w wyniku nagrzania, uderzenia, tarcia, wybuchu innego materiału wybuchowego lub innego oddziaływania zewnętrznego, rozprzestrzenia się po ładunku poprzez wymianę ciepła lub masy (spalanie) lub falę uderzeniową (detonacja).
Materiały wybuchowe mają zdolność szybkiego rozkładu, w którym energia wiązań międzycząsteczkowych jest uwalniana w postaci ciepła, a wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się szybkość rozkładu materiałów wybuchowych. W stosunkowo niskiej temperaturze szybkość rozkładu materiałów wybuchowych jest niewielka, a materiały wybuchowe mogą nie ulegać zauważalnym zmianom stanu przez długi czas. W tym przypadku ustala się równowaga termiczna między materiałem wybuchowym a otoczeniem.
Jeżeli powstają warunki, w których ciepło wydzielane przez materiał wybuchowy nie ma czasu na odprowadzenie do otoczenia, wówczas na skutek wzrostu temperatury rozwija się proces samoprzyspieszającego rozkładu chemicznego materiału wybuchowego, który nazywa się wybuchem termicznym.
Możliwy jest inny sposób realizacji wybuchu, w którym reakcja chemiczna przebiega wzdłuż ładunku wybuchowego sekwencyjnie od warstwy do warstwy w postaci fali. Krawędź natarcia tej fali poruszającej się wzdłuż ładunku z dużą prędkością (>9 km/s) to fala uderzeniowa - gwałtowne przejście materii ze stanu początkowego do stanu o bardzo wysokim ciśnieniu i temperaturze. Materiał wybuchowy sprężony falą uderzeniową znajduje się w stanie, w którym rozkład chemiczny przebiega bardzo szybko.
Proces przemiany chemicznej B1, który jest wprowadzany przez falę uderzeniową i towarzyszy jej szybkie uwolnienie energii, nazywa się detonacją.
Szybkość reakcji chemicznej podczas detonacji dochodzi zazwyczaj do kilku km/s. Tona stałego materiału wybuchowego może zamienić się w gęsty gaz o bardzo wysokim ciśnieniu w ciągu 1*10 -4 sek. Ciśnienie w tym przypadku sięga kilkuset tysięcy atmosfer.
Zaletą materiałów wybuchowych skondensowanych i wypełnionych wodą jest znaczna koncentracja energii na jednostkę objętości.
Gwałtownie rozszerzając się, sprężony gaz uderza z ogromną siłą w otaczające ciała. Dochodzi do eksplozji. Przedmioty znajdujące się w pobliżu ładunku ulegają zgnieceniu i silnemu odkształceniu plastycznemu (miejscowe lub wybuchowe działanie wybuchu). Obiekty z dala od parady doznają mniejszych zniszczeń, ale strefa, w której występuje, jest znacznie większa (działanie ogólne lub odłamkowo-burzące). Brisans wybuchowy jest określany przez ciśnienie, które powstaje podczas detonacji, które z kolei zależy od gęstości ładunku i prędkości detonacji. O wybuchowości (działalności) materiałów wybuchowych decyduje ciepło, a także objętość produktów gazowych powstających podczas wybuchu.
Główne cechy materiałów wybuchowych to:
jaskrawość;
Wybuchowość (operacyjność);
Odporność chemiczna i fizyczna (zdolność do zachowania swoich właściwości podczas przechowywania i przenoszenia);
Wrażliwość na wpływy zewnętrzne (minimalna ilość energii wymagana do zainicjowania wybuchu);
Zdolność detonacji (krytyczna średnica detonacji).
Substancje wybuchowe obejmują:
Niektóre substancje, które nie zawierają tlenu (azydek, acetylen, acetylenek, związki diazowe, hydrazyna, jodek i chlorek azotu, mieszaniny substancji palnych z halogenami, związki gazów obojętnych itp.).
Spośród wielu związków wybuchowych następujące są używane jako materiały wybuchowe:
związki nitrowe (trinitrotoluen, tetryl, heksogen, oktogen, nitrogliceryna, PETN, nitroceluloza, nitrometan);
Sole kwasu azotowego (azotan amonu).
Z reguły substancje te nie są stosowane w czystej postaci, ale w postaci mieszanin.
Zgodnie z właściwościami wybuchowymi (warunki przejścia spalania w detonację) materiały wybuchowe dzielą się na:
Inicjowanie (podstawowe);
Brisant (drugorzędny);
Rzucanie (proch strzelniczy).
Materiały inicjujące charakteryzują się bardzo dużą szybkością przemiany wybuchowej, dużą czułością, niestabilnym spalaniem i szybkim przejściem do detonacji już przy ciśnieniu atmosferycznym. Wybuch może zostać zainicjowany przez zapłon, uderzenie lub tarcie.
Głównymi przedstawicielami materiałów wybuchowych inicjujących są azydek ołowiu, piorunian rtęci, tetrazen, trinitroresorcynian ołowiu. Materiały wybuchowe inicjujące służą do inicjowania eksplozji innych materiałów wybuchowych.
Materiały wybuchowe Brisant są bardziej obojętne, mają mniejszą wrażliwość na wpływy zewnętrzne. Spalanie tych materiałów wybuchowych może przekształcić się w detonację tylko w obecności silnego pocisku lub dużej ilości materiałów wybuchowych. Stosunkowo bezpieczny w obsłudze. Głównymi przedstawicielami materiałów wybuchowych wybuchowych są nitrozwiązki i mieszaniny wybuchowe na bazie azotanów, chloranów, nadchloranów oraz ciekłego tlenu: trinitrotoluen, tetryl, heksogen, oktogen itp. Znajdują one zastosowanie w produkcji materiałów wybuchowych oraz do wyposażenia amunicji różnego rodzaju i przeznaczenia.
Materiały wybuchowe do rzucania (proch strzelniczy) mają stabilne spalanie, nie wybuchają w najcięższych warunkach.
Wszystkie rodzaje wybuchów można podzielić na trzy następujące grupy:
Niekontrolowane nagłe uwolnienie energii w krótkim czasie iw ograniczonej przestrzeni (procesy wybuchowe);
Tworzenie się chmur mieszanki paliwowo-powietrznej (FA) lub innych chemicznych substancji gazowych, pylistych, ich gwałtowne przemiany wybuchowe (wybuch objętościowy);
Eksplozje rurociągów, zbiorników pod wysokim ciśnieniem lub z przegrzaną cieczą, zwłaszcza zbiorników z gazem o obniżonej zawartości węgla.
Wybuchy są spowodowane uwolnieniem energii chemicznej (materiały wybuchowe), energii wewnątrzjądrowej (wybuch jądrowy), anergii elektromagnetycznej (wyładowanie iskrowe, iskra laserowa), energii sprężonego gazu (gdy ciśnienie gazu w naczyniu przekracza granicę wytrzymałości tego naczynia - różne cylindry, rurociągi itp.)
Najczęściej do wybuchów dochodzi przy obiektach wybuchowych (VOO).
Przedmiot wybuchowy to przedmiot, w którym są przechowywane, używane, wytwarzane, transportowane substancje (produkty), które nabywają zdolność wybuchu w określonych warunkach.
Do obiektów wybuchowych należą:
Przedsiębiorstwa przemysłu obronnego, wydobywczego, rafineryjnego, petrochemicznego, chemicznego, gazowniczego;
Przedsiębiorstwa przemysłu piekarniczego, tekstylnego i farmaceutycznego
Magazyny cieczy palnych i łatwopalnych oraz gazów skroplonych.
Głównymi szkodliwymi czynnikami wybuchu są:
1. powietrzna fala uderzeniowa powstająca w wyniku wybuchów jądrowych, wybuchów materiałów wybuchowych inicjujących i detonujących, przemian wybuchowych mieszanek paliwowo-powietrznych (FA), gazowo-powietrznych (GVS), wybuchów zbiorników z cieczą przegrzaną i zbiorników ciśnieniowych,
2. pola rozdrobnienia utworzone przez latające odłamki różnego rodzaju obiektów wyposażenia technologicznego, części budynków.
Podczas eksplozji środowiska gazowo-powietrznego powstają trzy półkuliste obszary (strefy):
I - strefa bezpośredniego wybuchu wybuchu gazowo-powietrznego przy ziemi (strefa całkowitego zniszczenia);
II - strefa działania produktów wybuchu;
III - strefa działania fali uderzeniowej powietrza.
Efektywne uderzenie w strefie I charakteryzuje się zniszczeniem, które następuje w wyniku gwałtownego uderzenia produktów detonacji znajdujących się wewnątrz mieszaniny gazowo-powietrznej otaczających obiektów. Promień tej strefy określają tabele lub wzór H I \u003d 1,7 H 0.
W wybuchach węglowodorów, propanu i metanu P0 ma wartość 8.
Główne parametry czynników niszczących to:
1. - powietrzna fala uderzeniowa - nadciśnienie w jej przedniej części.
2. - pole fragmentacji - liczba odłamków, ich energia kinetyczna i promień ekspansji.
Fala uderzeniowa wszelkich eksplozji powoduje duże straty w ludziach i zniszczenia elementów budowli. Rozmiar obszarów dotkniętych wybuchami zwiększa się wraz ze wzrostem ich mocy. Oddziaływanie fali uderzeniowej na elementy konstrukcji charakteryzuje się złożonym zestawem obciążeń:
bezpośredni nacisk;
ciśnienie odbicia;
ciśnienie przepływu;
ciśnienie wycieku;
Odporność elementów konstrukcji na działanie fali uderzeniowej charakteryzuje się zwykle wielkością nadciśnienia na froncie fali uderzeniowej, wyrażoną w Rf. Nadciśnienie w Pf służy jako uniwersalna charakterystyka odporności elementów budowlanych na działanie fali uderzeniowej oraz do określania stopnia ich zniszczenia i uszkodzenia.
Stopień i charakter uszkodzeń konstrukcji podczas wybuchów podczas awarii przemysłowych zależy od:
1. - moc (odpowiednik trotylu) wybuchu;
2. - parametry techniczne konstrukcji (projekt, wytrzymałość, wielkość, kształt - kapitałowy, tymczasowy, naziemny, podziemny itp.);
3. - rozplanowanie obiektu (rozproszenie budowli), charakter zabudowy, krajobraz terenu (rzeźba, gleba, dryf);
5. - warunki pogodowe (kierunek i siła wybuchu, wilgotność, temperatura, opady atmosferyczne).
Konsekwencje wybuchów
W wyniku działania niszczących czynników wybuchu budynki, budowle, urządzenia technologiczne, pojazdy, elementy komunikacyjne i inne obiekty ulegają zniszczeniu lub uszkodzeniu, a ludzie giną.
Hostowane na Allbest.ru
Podobne dokumenty
Pochodzenie i klasyfikacja materiałów wybuchowych. Podstawowe właściwości materiałów wybuchowych. Cechy czynników uszkodzenia i strefy działania wybuchu. Konsekwencje oddziaływania wybuchu na człowieka. Technologia zapobiegania wybuchom. Działania ludności podczas wybuchów.
streszczenie, dodano 22.02.2008
Pojęcie materiałów wybuchowych, stabilność ich składu chemicznego. Klasyfikacja magazynów materiałów wybuchowych i amunicji. Magazyny naziemne i podziemne. Zasady bezpieczeństwa przy przewozie materiałów wybuchowych. Znaki ostrzegawcze i ich opis.
praca semestralna, dodano 12.03.2012
Wybuch jądrowy jako proces uwolnienia dużej ilości energii cieplnej i promienistej w wyniku łańcuchowej reakcji rozszczepienia jądra lub reakcji termojądrowej. Jego konsekwencje i zasady postępowania. Negatywny wpływ na życie i środowisko.
prezentacja, dodano 18.04.2016
Koncepcja sytuacji awaryjnej spowodowanej przez człowieka. Klasyfikacja awarii przemysłowych ze względu na ich ciężkość i skalę. Pożary, wybuchy, groźby bombowe. Wypadki z uwolnieniem substancji radioaktywnych, substancji chemicznie niebezpiecznych. Wypadki hydrodynamiczne.
prezentacja, dodano 02.09.2012
Prognozowanie sytuacji w sytuacjach klęsk żywiołowych. Klasyfikacja budynków i konstrukcji ze względu na odporność sejsmiczną. Eksplozja chmury para-gaz-powietrze w nieograniczonej i ograniczonej przestrzeni. Właściwości wybuchowe niektórych gazów.
samouczek, dodano 14.04.2009
Główne środki oddziaływania na źródło pożaru. Klasyfikacja substancji ze względu na palność, bezpieczeństwo pożarowe i przeciwwybuchowe. Schemat spalania substancji w powietrzu. Struktura rozwiązań inżynierskich dla zapobiegania pożarom i wybuchom. Główne cechy wytwarzania dymu.
streszczenie, dodano 05.03.2014
Pojęcie i klasyfikacja katastrof ekologicznych. Pożary obiektów przemysłowych. Awarie z uwolnieniem (zagrożeniem uwolnienia) substancji biologicznie niebezpiecznych. Niebezpieczeństwo potoków błotnych. Przyczyny wybuchów i katastrof lotniczych. Awarie kolejowe.
streszczenie, dodano 19.09.2013
Rodzaje, klasyfikacja, przyczyny, skutki, czynniki szkodliwe oraz zalecenia dotyczące zapobiegania pożarom i wybuchom. Zapewnienie bezpieczeństwa na wypadek pożaru, sytuacji pożarowej i wybuchowej. Metody i środki zwalczania ognia.
streszczenie, dodano 30.11.2009
Przedmiot niebezpieczny dla ognia. Podstawowa technika walki z ogniem. Przód ciągłego ognia. Zapobieganie pożarom i wybuchom, środki zmniejszające szkody z nich wynikające. Zalecenia dla ludności dotyczące zapobiegania pożarom i wybuchom, działania w sytuacjach awaryjnych.
wykład, dodano 16.03.2007
Symulacja sytuacji awaryjnej na OE podczas wybuchu skondensowanych materiałów wybuchowych, identyfikacja zagrożeń i wtórnych czynników niszczących. Opracowanie kompleksu organizacyjnych, inżynieryjnych i technicznych środków specjalnych dla JRP tego obiektu.
Eksplozje najczęściej spotykane w praktyce można podzielić na dwie główne grupy: fizyczny I chemiczny(patrz rysunek 7.2).
Wybuchy fizyczne obejmują procesy, które prowadzą do wybuchu i nie towarzyszy im chemiczna przemiana materii.
Wybuchy chemiczne obejmują procesy chemicznej przemiany materii, objawiające się spalaniem i charakteryzujące się uwolnieniem energii cieplnej w krótkim czasie iw takiej objętości, że powstają fale ciśnienia rozchodzące się od źródła wybuchu.
Najczęstszą przyczyną przypadkowych wybuchów są procesy spalania. Wybuchy tego rodzaju najczęściej występują podczas przechowywania, transportu i produkcji materiałów wybuchowych. Występują podczas obchodzenia się z materiałami wybuchowymi i substancjami wybuchowymi w przemyśle chemicznym i petrochemicznym; w przypadku wycieku gazu ziemnego w budynkach mieszkalnych; w produkcji, transporcie i przechowywaniu lotnych lub skroplonych substancji palnych; podczas płukania zbiorników magazynowych paliw płynnych; w produkcji, przechowywaniu i stosowaniu palnych systemów pyłowych oraz niektórych samozapalnych substancji stałych i płynnych.
Ryż. 7.2. Klasyfikacja wybuchów najczęściej spotykanych w praktyce
Na fizyczny wybuch uwolniona energia to energia wewnętrzna sprężonego lub skroplonego gazu (dokładniej skroplonej pary wodnej). Siła takich eksplozji zależy od ciśnienia wewnętrznego, a zniszczenie może spowodować fala uderzeniowa od rozprężającego się gazu lub fragmentów pękniętego zbiornika. W wielu wypadkach odnotowano fizyczne eksplozje, będące wynikiem całkowitego zniszczenia tankowców. W zależności od okoliczności części takiego zbiornika rozrzucone były na setki metrów.
To samo może się stać (na mniejszą skalę) z przenośnymi butlami gazowymi, jeśli butla spadnie i pęknie zawór redukcyjny. Znane są liczne przypadki takich czysto fizycznych wybuchów zbiorników ze skroplonymi gazami pod ciśnieniem nieprzekraczającym 4 MPa.
Do fizycznych eksplozji należy zaliczyć również zjawisko tzw. fizycznej (lub termicznej) detonacji, która ma miejsce w przypadku zmieszania gorących i zimnych cieczy, gdy temperatura jednej z nich znacznie przekracza temperaturę wrzenia drugiej (np. podczas wlewania roztopionego żelaza do wody). W powstałej mieszaninie para-ciecz parowanie może przebiegać wybuchowo z powodu rozwijających się procesów drobnego rozdrabniania kropel stopu, szybkiego ich usuwania i przegrzewania zimnej cieczy. Detonacji fizycznej towarzyszy powstawanie fali uderzeniowej z nadciśnieniem w fazie ciekłej, sięgającym w niektórych przypadkach setek megapaskali. Zjawisko to może powodować poważne awarie w reaktorach jądrowych oraz w zakładach przemysłowych przemysłu metalurgicznego, chemicznego i papierniczego.
Źródła energii sprężonych gazów (par) w zamkniętych objętościach urządzeń mogą być zarówno zewnętrzne, jak i wewnętrzne. Zewnętrzny - jest to energia elektryczna wykorzystywana do sprężania gazów i pompowania cieczy; nośniki ciepła, w tym elektryczne, zapewniające ogrzewanie cieczy i gazów w zamkniętych objętościach urządzeń. Źródła wewnętrzne obejmują energię egzotermicznych procesów fizykochemicznych oraz wymiany ciepła i masy w zamkniętej objętości urządzeń, prowadzące do intensywnego odparowywania ośrodków ciekłych lub tworzenia się gazów, wzrostu temperatury i ciśnienia bez wewnętrznych zjawisk wybuchowych.
wybuchy chemiczne dzielą się na objętościowe (patrz ryc. 7.3) i eksplozje skondensowanych materiałów wybuchowych. Źródłem wybuchu chemicznego jest szybko przebiegająca samoprzyspieszająca się egzotermiczna reakcja oddziaływania substancji palnych z utleniaczami lub rozkład termiczny związków nietrwałych. W pewnych okolicznościach możliwe są niekontrolowane reakcje, którym towarzyszy wzrost ciśnienia w naczyniu reakcyjnym, które może całkowicie zapaść się, jeśli nie ma zaworu bezpieczeństwa. W takim przypadku może powstać fala uderzeniowa i pole fragmentacji.
Ryż. 7.3. Klasyfikacja wybuchów objętościowych
Nośnikami energii wybuchów chemicznych mogą być substancje stałe, ciekłe, gazowe, a także zawiesiny powietrzne substancji palnych (ciekłych i stałych) w środowisku utleniającym (często w powietrzu). Czasami nazywane są wybuchy mieszanin gazowych i zawiesin powietrznych substancji palnych masowe eksplozje. Stałe i płynne nośniki energii w większości przypadków należą do tej klasy skondensowane materiały wybuchowe. Substancje te lub ich mieszaniny zawierają czynniki redukujące i utleniające lub inne chemicznie nietrwałe związki. W przypadku zainicjowania wybuchu w tych substancjach zachodzą egzotermiczne reakcje redoks lub reakcje rozkładu termicznego z wyzwoleniem energii cieplnej (podczas wybuchu skondensowanego materiału wybuchowego atomy węgla i wodoru w cząsteczkach substancji są zastępowane atomami azotu).
Gazowe nośniki energii są jednorodnymi mieszaninami palnych gazów (par) z gazowymi utleniaczami, takimi jak powietrze, tlen, chlor itp. lub nietrwałymi związkami gazowymi, takimi jak acetylen, etylen (podatne na rozkład termiczny przy braku utleniaczy). Źródłem wybuchów mieszanin gazowych są egzotermiczne reakcje utleniania substancji palnej lub reakcje rozkładu związków nietrwałych.
Dwufazowe wybuchowe zawieszenie pneumatyczne składają się z drobno rozproszonych palnych cieczy („mgły”) lub ciał stałych (pyłu) w środowisku utleniającym, głównie w powietrzu. Źródłem energii dla ich eksplozji jest też ciepło spalania tych substancji.
System technologiczny jest wybuchowy, jeśli ma zapas energii potencjalnej uwalnianej z tak dużą szybkością, że może wygenerować powietrzną falę uderzeniową (ASW) zdolną do spowodowania wypadków lub obrażeń ludzi. Ilość energii potencjalnej jest określona przez odpowiednie fizyczne i chemiczne prawa uwalniania energii.
Energia wybuchu mediów gazowo-parowych zależy od ciepła spalania substancji palnych w mieszaninie z powietrzem (utleniaczem); skondensowane materiały wybuchowe – w zależności od ciepła uwalnianego podczas ich detonacji (reakcje rozkładu); w wybuchach fizycznych układów z gazami sprężonymi i cieczami przegrzanymi - w zależności od energii rozprężania adiabatycznego ośrodków parowo-gazowych i przegrzania cieczy.
Szybkość uwalniania energii jest ogólnie wyrażana jako gęstość mocy, tj. ilość energii uwalnianej w jednostce czasu na jednostkę objętości. W wybuchach chemicznych szybkość uwalniania energii można określić na podstawie prędkości propagacji detonacji lub płomienia w ośrodku gazowym. Prędkość propagacji detonacji w stałym lub płynnym materiale wybuchowym odpowiada w przybliżeniu prędkości dźwięku w substancji i mieści się w przedziale 2 . 10 3 -9 . 10 3 m/s; podczas wybuchów fizycznych i chemicznych gazów fale sprężania poruszają się z prędkością bliską prędkości dźwięku w powietrzu.
Wybuchom chemicznym wywołanym egzotermicznymi reakcjami rozkładu w skondensowanych materiałach wybuchowych lub związkach niestabilnych w fazie gazowej towarzyszy powstawanie (wzrost) liczby moli gazów. Na przykład w wybuchu 1 kg trinitrotoluenu (TNT), który jest substancją o ujemnym bilansie tlenowym, powstaje około 20 moli gazów (par) (0,6 - CO; 10,0 - CO 2; 0,8 - H 2 O; 6,0 - N 2; 0,4 - NH 3; 4,7 -CH 3 OH; 1,0 - HCN) i 15 moli węgla. Większość innych wybuchowych materiałów wybuchowych (z wyjątkiem nitrogliceryny) to także substancje o ujemnym bilansie tlenowym, tj. liczba atomów tlenu w ich cząsteczkach nie wystarcza do całkowitego przekształcenia istniejących atomów węgla w CO 2 i wodoru w H 2 O. Zdolność substancji do procesu wybuchowego jest zgodna z prawami termochemii, zgodnie z którymi jeżeli w danej reakcji suma ciepła tworzenia produktów jest mniejsza niż ciepło tworzenia związku wyjściowego, to substancja ta jest potencjalnie wybuchowa. Na przykład, jeśli substancja A, która rozkłada się zgodnie z reakcją A → B + C + D, jest wybuchowa, to musi być spełniony warunek:
q(A) ≥ q(B) + q(C) + q(D),
gdzie q jest entalpią (ciepłem) tworzenia; q jest dodatnie dla związków powstałych z absorpcją ciepła (procesy endotermiczne) i ujemne dla związków powstałych z wydzielaniem ciepła (procesy egzotermiczne).
Tak więc możliwa jest jedynie ocena zdolności substancji do procesu wybuchowego, a energię i moc wybuchu określa szybkość reakcji.
Źródłem energii wybuchów mogą być reakcje chemiczne redoks, w których
powietrze lub tlen oddziałują ze środkiem redukującym.
Wraz z gazami palnymi mogą być środki redukujące
drobne palne ciała stałe (pyły) lub
ciecze rozproszone. Reakcje redoks w tych warunkach mogą przebiegać zarówno w zamkniętych, jak i otwartych objętościach z wystarczająco dużą szybkością, przy której generowane są fale uderzeniowe, które mogą powodować znaczne uszkodzenia.
Eksplozja jest powszechnym zjawiskiem fizycznym, które odegrało znaczącą rolę w losach ludzkości. Może niszczyć i zabijać, a także być użytecznym, chroniąc człowieka przed zagrożeniami, takimi jak powódź i atak asteroidy. Wybuchy mają różny charakter, ale z natury procesu zawsze są destrukcyjne. Ta siła jest ich głównym wyróżnikiem.
Słowo „eksplozja” jest znane każdemu. Jednak na pytanie, czym jest eksplozja, można odpowiedzieć tylko na podstawie tego, do czego służy to słowo. Fizycznie eksplozja jest procesem niezwykle szybkiego uwalniania energii i gazów w stosunkowo niewielkiej objętości przestrzeni.
Gwałtowna ekspansja (termiczna lub mechaniczna) gazu lub innej substancji, na przykład podczas wybuchu granatu, tworzy falę uderzeniową (strefę wysokiego ciśnienia), która może być destrukcyjna.
W biologii eksplozja oznacza szybki proces biologiczny na dużą skalę (na przykład eksplozja liczebności, eksplozja specjacji). Zatem odpowiedź na pytanie, czym jest eksplozja, zależy od przedmiotu badań. Jednak z reguły chodzi o klasyczną eksplozję, która zostanie omówiona dalej.
Klasyfikacja wybuchów
Wybuchy mogą mieć inny charakter, moc. Występują w różnych środowiskach (w tym w próżni). Ze względu na charakter występowania eksplozje można podzielić na:
- fizyczne (wybuch pękniętego balonu itp.);
- chemiczny (na przykład wybuch trotylu);
- wybuchy jądrowe i termojądrowe.
Wybuchy chemiczne mogą wystąpić w substancjach stałych, ciekłych lub gazowych, a także w zawiesinach powietrznych. Głównymi w takich eksplozjach są reakcje redoks typu egzotermicznego lub egzotermiczne reakcje rozkładu. Przykładem eksplozji chemicznej jest eksplozja granatu.
Wybuchy fizyczne występują w przypadku naruszenia szczelności pojemników ze skroplonym gazem i innymi substancjami znajdującymi się pod ciśnieniem. Mogą być również spowodowane rozszerzalnością cieplną cieczy lub gazów w składzie ciała stałego, a następnie naruszeniem integralności struktury krystalicznej, co prowadzi do gwałtownego zniszczenia obiektu i pojawienia się efektu wybuchu.
Moc wybuchu
Siła eksplozji może być różna: od zwykłego głośnego trzasku z powodu pękniętego balonu lub eksplodującej petardy po gigantyczne kosmiczne eksplozje supernowych.
Intensywność eksplozji zależy od ilości uwolnionej energii i szybkości jej uwalniania. Przy ocenie energii wybuchu chemicznego stosuje się taki wskaźnik, jak ilość uwolnionego ciepła. Ilość energii w fizycznym wybuchu jest określona przez ilość energii kinetycznej adiabatycznego rozprężania par i gazów.
wybuchy spowodowane przez człowieka
W przedsiębiorstwie przemysłowym obiekty wybuchowe nie są rzadkością, w związku z czym mogą tam wystąpić takie rodzaje wybuchów jak wybuchy powietrzne, naziemne oraz wewnętrzne (wewnątrz obiektu technicznego). W górnictwie węgla kamiennego wybuchy metanu nie należą do rzadkości, co jest szczególnie charakterystyczne dla kopalń głębinowych, gdzie z tego powodu brakuje wentylacji. Ponadto różne pokłady węgla mają różną zawartość metanu, a co za tym idzie stopień zagrożenia wybuchem w kopalniach jest różny. Wybuchy metanu są dużym problemem dla kopalń głębinowych Donbasu, co wymaga wzmożonej kontroli i monitorowania jego zawartości w powietrzu kopalnianym.
Przedmioty wybuchowe to pojemniki ze skroplonym gazem lub parą wodną pod ciśnieniem. Także magazyny wojskowe, pojemniki z saletrą amonową i wiele innych obiektów.
Konsekwencje wybuchu w miejscu pracy mogą być nieprzewidywalne, w tym tragiczne, wśród których wiodącą pozycję zajmuje ewentualne uwolnienie substancji chemicznych.
Użycie eksplozji
Efekt eksplozji od dawna jest wykorzystywany przez ludzkość do różnych celów, które można podzielić na pokojowe i militarne. W pierwszym przypadku mówimy o tworzeniu ukierunkowanych eksplozji w celu zniszczenia budynków przeznaczonych do rozbiórki, zatorów lodowych na rzekach, w wydobywaniu minerałów, w budownictwie. Dzięki nim koszty pracy niezbędnej do realizacji postawionych zadań są znacznie obniżone.
Materiał wybuchowy to mieszanina chemiczna, która pod wpływem pewnych, łatwo osiągalnych warunków, wchodzi w gwałtowną reakcję chemiczną, prowadzącą do szybkiego uwolnienia energii i dużej ilości gazu. Z natury eksplozja takiej substancji jest podobna do spalania, tyle że przebiega z ogromną prędkością.
Czynniki zewnętrzne, które mogą wywołać eksplozję, są następujące:
- uderzenia mechaniczne (na przykład uderzenie);
- składnik chemiczny związany z dodaniem innych składników do materiału wybuchowego, które powodują rozpoczęcie reakcji wybuchowej;
- wpływ temperatury (ogrzewanie materiału wybuchowego lub iskry na nim);
- detonacja z pobliskiej eksplozji.
Stopień reakcji na wpływy zewnętrzne
Stopień reakcji materiału wybuchowego na którykolwiek z wpływów jest wyłącznie indywidualny. Tak więc niektóre rodzaje prochu łatwo się zapalają po podgrzaniu, ale pozostają obojętne pod wpływem wpływów chemicznych i mechanicznych. TNT wybucha w wyniku detonacji innych materiałów wybuchowych i nie jest bardzo wrażliwy na inne czynniki. Piorunian rtęci jest osłabiany przez wszelkiego rodzaju uderzenia, a niektóre materiały wybuchowe mogą nawet eksplodować samoistnie, co czyni takie związki bardzo niebezpiecznymi i nieprzydatnymi do użytku.
Jak wybucha materiał wybuchowy?
Różne materiały wybuchowe eksplodują na nieco inne sposoby. Na przykład proch strzelniczy charakteryzuje się szybką reakcją zapłonu z uwalnianiem energii przez stosunkowo długi okres czasu. Dlatego jest używany w sprawach wojskowych do przyspieszania nabojów i pocisków bez łamania ich łusek.
W innym rodzaju eksplozji (detonacji) reakcja wybuchowa rozchodzi się w substancji z prędkością ponaddźwiękową i jest również przyczyną. Prowadzi to do tego, że energia jest uwalniana w bardzo krótkim czasie iz ogromną prędkością, więc metalowe kapsułki są rozrywane od wewnątrz. Ten rodzaj eksplozji jest typowy dla takich niebezpiecznych materiałów wybuchowych jak RDX, TNT, amonit itp.
Typy wybuchowe
Cechy wrażliwości na wpływy zewnętrzne oraz wskaźniki siły wybuchu pozwalają podzielić materiały wybuchowe na 3 główne grupy: napędowe, inicjujące i detonacyjne. Prochy do rzucania obejmują różne rodzaje prochu strzelniczego. Ta grupa obejmuje mieszanki wybuchowe małej mocy do petard i sztucznych ogni. W sprawach wojskowych są wykorzystywane do produkcji rakiet oświetleniowych i sygnałowych, jako źródło energii do nabojów i pocisków.
Cechą inicjujących materiałów wybuchowych jest wrażliwość na czynniki zewnętrzne. Jednocześnie mają niską siłę wybuchową i rozpraszanie ciepła. Dlatego są używane jako detonator do materiałów wybuchowych i miotających. Są starannie pakowane, aby zapobiec samozniszczeniu.
Materiały wybuchowe mają największą siłę wybuchową. Wykorzystywane są jako wypełnienia do bomb, pocisków, min, rakiet itp. Najniebezpieczniejsze z nich to heksogen, tetryl i PETN. Mniej potężnymi materiałami wybuchowymi są trotyl i plastyd. Do najmniej skutecznych należy azotan amonu. Brisanty o dużej sile wybuchowej są również bardziej wrażliwe na wpływy zewnętrzne, co czyni je jeszcze bardziej niebezpiecznymi. Dlatego są używane w połączeniu z mniej wydajnymi lub innymi komponentami, które prowadzą do zmniejszenia czułości.
Parametry wybuchowe
Zgodnie z objętością i szybkością uwalniania energii i gazu, wszystkie materiały wybuchowe są oceniane według takich parametrów, jak brylancja i wybuchowość. Brisatness charakteryzuje szybkość uwalniania energii, która bezpośrednio wpływa na niszczycielską zdolność materiału wybuchowego.
Wybuchowość określa wielkość uwolnienia gazów i energii, a tym samym ilość pracy wykonanej podczas wybuchu.
W obu parametrach liderem jest heksogen, który jest najgroźniejszym materiałem wybuchowym.
Próbowaliśmy więc odpowiedzieć na pytanie, czym jest eksplozja. A także rozważono główne rodzaje wybuchów i metody klasyfikacji materiałów wybuchowych. Mamy nadzieję, że po przeczytaniu tego artykułu masz ogólne pojęcie o tym, czym jest eksplozja.
Wstęp
Eksplozja. Klasyfikacja wybuchów
Cechy eksplozji
Wniosek
Używane książki
Wstęp
Sytuacja nadzwyczajna (ES) to stan lub sytuacja na określonym terytorium, która rozwinęła się w wyniku wypadku, katastrofy, niebezpiecznego zjawiska, klęski żywiołowej lub innej, która mogła lub już spowodowała ofiary w ludziach, szkody dla zdrowia ludzi lub środowiska, znaczne straty materialne, naruszenie warunków normalnego życia ludzi.
W większości przypadków wypadki spowodowane przez człowieka wiążą się z niekontrolowanym, spontanicznym uwolnieniem materii lub energii do otaczającej przestrzeni. Samorzutne uwolnienie energii prowadzi do wybuchów przemysłowych, a substancji do wybuchów, pożarów i zanieczyszczenia chemicznego środowiska.
Istnieją różne klasyfikacje sytuacji awaryjnych. Najczęściej jako podstawę klasyfikacji wybiera się charakter wystąpienia (genezę) zdarzenia. W zależności od charakteru (sfery) występowania wszystkie sytuacje awaryjne można warunkowo podzielić na następujące duże grupy:
stworzone przez człowieka Awarie związane genetycznie z obiektami technicznymi lub procesami technologicznymi (uwolnienia substancji promieniotwórczych, wypadki na obiektach niebezpiecznych chemicznie, pożary i wybuchy, zniszczenia konstrukcji budowlanych, wypadki komunikacyjne itp.), w tym antropogeniczne Sytuacje awaryjne spowodowane negatywnym wpływem samej osoby na technosferę (błędne i przedwczesne działania operatorów, dyspozytorów, pilotów, kierowców itp.)
Naturalny Sytuacje awaryjne związane z oddziaływaniem zjawisk naturalnych o charakterze fizycznym (powodzie, trzęsienia ziemi, huragany itp.) na człowieka i jego otoczenie, a także biologiczny awaryjne i środowiskowy Nagły wypadek.
Społeczny Kryzysy związane z wydarzeniami na dużą skalę w społeczeństwie i państwie (wojny, konflikty zbrojne, starcia na tle etnicznym i międzyreligijnym itp.)
Łączny Sytuacje awaryjne, które mają połączony, inicjowany charakter różnych rodzajów powyższych grup sytuacji awaryjnych.
W tej pracy rozważymy tylko niewielką grupę związaną z sytuacjami kryzysowymi spowodowanymi przez człowieka.
Eksplozja. Klasyfikacja wybuchów.
Eksplozja - proces gwałtownej, niekontrolowanej przemiany fizycznej lub chemicznej układu, któremu towarzyszy zamiana jego energii potencjalnej na pracę mechaniczną. Praca mechaniczna wykonywana podczas wybuchu jest spowodowana szybką ekspansją gazów lub par, niezależnie od tego, czy istniały one przed wybuchem, czy powstały podczas wybuchu. Proces wybuchowy może opierać się zarówno na przemianach fizycznych (zniszczenie naczynia sprężonym gazem lub przegrzaną cieczą), jak i chemicznych (detonacja skondensowanego materiału wybuchowego, gwałtowne spalenie chmury gazowej). Najbardziej znaczącym objawem wybuchu jest gwałtowny skok ciśnienia w ośrodku, który powoduje powstanie fali uderzeniowej rozchodzącej się w pewnej odległości od miejsca wybuchu.
W wybuchach chemicznych materiałami wybuchowymi mogą być ciała stałe, ciecze, gazy, a także powietrzne zawiesiny substancji palnych (ciekłych i stałych) w środowisku utleniającym (często w powietrzu). Stałe i ciekłe materiały wybuchowe w większości przypadków należą do klasy skondensowanych materiałów wybuchowych (HE). W przypadku zainicjowania wybuchu w tych substancjach egzotermiczne reakcje redoks lub reakcje rozkładu termicznego przebiegają z dużą szybkością z uwolnieniem energii cieplnej. Gazowe materiały wybuchowe to jednorodne mieszaniny palnych gazów (par) z gazowymi utleniaczami - powietrzem, tlenem, chlorem itp. Wybuchowe zawiesiny powietrzne składają się z drobnych cząstek cieczy palnych (mgły) lub ciał stałych (pyły) w środowisku utleniającym, najczęściej w powietrzu.
Wybuch fizyczny najczęściej wiąże się z niekontrolowanym uwolnieniem energii potencjalnej sprężonych gazów z zamkniętych objętości maszyn i urządzeń. Siła wybuchu gazu sprężonego lub zredukowanego zależy od ciśnienia wewnętrznego, a zniszczenie powoduje fala uderzeniowa od rozprężającego się gazu (pary) i fragmentów pękniętego zbiornika.
Parametrami decydującymi o sile wybuchu są energia wybuchu i szybkość jego uwalniania. O energii wybuchu decydują przemiany fizykochemiczne zachodzące podczas różnego rodzaju wybuchów. W przypadku mediów parowo-gazowych energia wybuchu jest określana przez ciepło spalania substancji palnych w mieszaninie z powietrzem; skondensowane materiały wybuchowe - przez ciepło uwalniane podczas detonacji (reakcje rozkładu); w fizycznych wybuchach układów ze sprężonymi gazami i przegrzanymi cieczami, w zależności od energii adiabatycznego rozprężania ośrodków parowo-gazowych i przegrzania cieczy.
W warunkach produkcyjnych możliwe są następujące główne rodzaje wybuchów: swobodny, powietrzny, przyziemny, wybuch w bezpośrednim sąsiedztwie obiektu, a także wybuch wewnątrz obiektu (obiektu przemysłowego).
Podczas eksplozji powietrza kulista fala uderzeniowa dociera do powierzchni ziemi i odbija się od niej. W pewnej odległości od epicentrum wybuchu (rzutu centrum wybuchu na powierzchnię ziemi) czoło fali odbitej łączy się z czołem fali padającej, w wyniku czego powstaje tzw. fala czołowa, pionowy front rozchodzący się od epicentrum po powierzchni ziemi.
Charakter fali uderzeniowej powietrza podczas wybuchu naziemnego (poza lejkiem) odpowiada dalekiej strefie wybuchu powietrznego. Tak więc, zarówno w wybuchach powietrznych, jak i naziemnych, zwykle bierze się pod uwagę powietrzną falę uderzeniową rozchodzącą się z epicentrum z pionowym frontem. Kiedy fala uderzeniowa zbliża się do bariery, zostaje odbita i poruszające się masy powietrza ulegają spowolnieniu, co prowadzi do 2–8-krotnego wzrostu nadciśnienia.
Po wstępnym oddziaływaniu z przeszkodą (przeszkodą) fala uderzeniowa zaczyna opływać ją i boczne i tylne powierzchnie przeszkody już ulegają działaniu ciśnienia. Wydaje się być w stanie ściśniętym ze wszystkich stron, ale największy nacisk wywierany jest na przednią część przeszkody.
Kopiowanie obiektów technologicznych przez wybuchowość odbywa się zgodnie z wartościami wskaźników Q w = (16 534) -1 * E 1/3.
Równoważnik energetyczny wybuchu trotylu W=E/4520 kg, gdzie E jest całkowitą energią wybuchu.
Według tych wskaźników obiekty technologiczne dzielą się na trzy kategorie:
Wybuch wewnątrz obiektu charakteryzuje się tym, że ładunek działa na obiekt od wewnątrz. Kiedy mieszanina eksploduje wewnątrz częściowo wypełnionego obiektu, na konsekwencje wybuchu będzie miało wpływ położenie wybuchowej chmury. W ogólnym przypadku o skutkach wybuchów wewnątrz pomieszczeń w dużej mierze decydować będzie maksymalne możliwe nadciśnienie wybuchu ∆p, które można obliczyć z zależności:
∆р=WZ p0 H T 1/K H N 0 do B p B V C K ,
Gdzie W jest masą gazu palnego, pary LVH lub palnego pyłu zawieszonego w powietrzu, które dostało się do objętości pomieszczenia, kg; Współczynnik Z udziału substancji palnej w wybuchu; p 0 -ciśnienie atmosferyczne równe 101 kPa; H t to ciepło spalania substancji wchodzącej do pomieszczenia; K n - współczynnik uwzględniający wyciek z pomieszczenia (przyjęty jako równy trzy); T 0 to temperatura w pomieszczeniu (można przyjąć równą 293 K); C in - pojemność cieplna powietrza (można przyjąć równą 1,01 kJ / (kg * K)); p in - gęstość powietrza (można przyjąć równą 1,2 kg / m3); V z - wolna objętość pomieszczenia, m 3; K=k B t+1 to współczynnik uwzględniający obecność wentylacji awaryjnej w pomieszczeniu (k B to szybkość wymiany powietrza w pomieszczeniu, s -1; t to czas przybycia substancji wybuchowych do pomieszczenia, s).
Cechy eksplozji
Eksplozjom układów wysokociśnieniowych towarzyszy rozrzucanie odłamków. Do 60% energii rozprężania gazu jest zużywane na przekazywanie energii kinetycznej odłamkom, a 40% na tworzenie fali uderzeniowej. Podczas eksplozji większość odłamków (do 80%) rozlatuje się na odległość do 200 m, mniejsza część (20%) na odległości do 1000 m, pojedyncze odłamki mogą rozrzucać się na odległości do 3 km. Kierunki rozszerzania się fragmentów dla naczyń cylindrycznych ze zredukowanymi gazami scharakteryzowano schematem pokazanym na ryc. 9.4. dla odległości bezpiecznej dla ludzi można przyjąć wartość przekraczającą 1000 m.
W wyniku nieszczelności lub nagłego pęknięcia szczelnych zbiorników, rurociągów itp. mogą powstawać duże chmury gazu. Proces wybuchu lub spalania takich chmur gazowych ma szereg specyficznych cech. Chmury gazowe powstające w atmosferze mają najczęściej kształt cygara, wydłużony w kierunku wiatru. Inicjatory zapłonu lub wybuchu w tych przypadkach są najczęściej przypadkowe. Co więcej, zapłonowi nie zawsze towarzyszy eksplozja.
Przy słabym wymieszaniu substancji gazowych z powietrzem atmosferycznym w ogóle nie obserwuje się wybuchu. W takim przypadku, gdy zapali się mieszanina gazu lub pary z powietrzem, z miejsca zainicjowania rozejdzie się „fala spalania”. Ponieważ rozprzestrzenianie się płomienia odbywa się ze stosunkowo małą prędkością, ciśnienie nie wzrasta w fali spalania. W takim procesie obserwuje się jedynie rozprężanie produktów spalania w wyniku ich nagrzewania w strefie płomienia. Powolny tryb spalania chmury z powierzchni zewnętrznej z dużym uwolnieniem energii promieniowania może doprowadzić do powstania wielu pożarów w obiekcie przemysłowym.
Przy ocenie niszczycielskiego efektu wybuchu chmury gazowej na otwartej przestrzeni decydujące znaczenie będzie miało ciśnienie dynamiczne w czole płomienia. Dla płomienia węglowodanów ograniczających wysokość podnoszenia na otwartej przestrzeni może osiągnąć 26 kPa.
Wniosek
Nagły wypadek(ES) to stan lub sytuacja na określonym terytorium, która rozwinęła się w wyniku katastrofy lub klęski żywiołowej i spowodowała ofiary w ludziach, znaczne szkody dla zdrowia ludzkiego lub środowiska naturalnego.
Według obszaru pochodzenia Rozróżnij sytuacje kryzysowe wywołane przez człowieka, naturalne (fizyczne, biologiczne), społeczne i połączone.
Według skali konsekwencji dzielą się na lokalne, lokalne, terytorialne, regionalne, federalne i transgraniczne.
Według struktury rozwoju Kryzysy mają następujące główne fazy: nagromadzenie odchyleń, zdarzenia inicjujące, aktywny rozwój, działanie szczątkowych i wtórnych czynników niszczących oraz aktywne usuwanie skutków.
Państwowy System Zapobiegania i Eliminacji Sytuacji Kryzysowych (RSChS) ma następujące poziomy strukturalne: federalny, międzyregionalny, regionalny, miejski i zakładowy.
Głównymi działaniami RSChS są zapobieganie i zapobieganie sytuacjom awaryjnym (jako główne i zdolne do zmniejszenia szkód w sytuacjach awaryjnych), akcje ratownicze i usuwanie skutków sytuacji awaryjnych.
System oceny stanu zagrożenia Stan zagrożenia przyjęty w RSChS wymaga większego zróżnicowania i wprowadzenia dodatkowych poziomów zagrożeń.
Używane książki
Bezpieczeństwo życia. Podręcznik dla uczniów B 40 / S.V. Biełow, V.A. Dewiiłow, A.F. Koziakow i inni; Pod sumą wyd. SV Biełowa.
Bezpieczeństwo życia: notatki z wykładów.-M.: Yurayt-Izdat, 2008.191s.
Ekologia i bezpieczeństwo życia: przewodnik po studiach dla uniwersytetów / D.A. Krivoshein, LA Ant, NN Roeva i inni; wyd. LA. Mrówka
stworzone przez człowieka nagły wypadek sytuacje. pożary
Streszczenie >>... – rozważ funkcje stworzone przez człowieka nagły wypadek sytuacje Na przykład pożary. Podczas pisania ... Rezultatem spalania może być ogień I eksplozja. Ogień- temu spalaniu na zewnątrz... towarzyszy pojawienie się płomienia. Eksplozja- proces niezwykle szybki, wpływowy...
stworzone przez człowieka nagły wypadek sytuacje
Streszczenie >> Bezpieczeństwo życia... technogeniczny nagły wypadek sytuacja. Do niebezpiecznego technogeniczny wypadki obejmują wypadki w obiektach przemysłowych lub w transporcie, pożary, eksplozje ...
Bezpieczeństwo ekologiczne człowieka, biosfery i obiektów przemysłowych w warunkach stworzone przez człowieka nagły wypadek sytuacje i wypadki
Zajęcia >> EkologiaObiekty przemysłowe w warunkach stworzone przez człowieka nagły wypadek sytuacje i wypadki 1. Podstawowe pojęcia nagły wypadek sytuacja- Taka jest sytuacja na pewnych... substancjach jest możliwość ich potencjału eksplozja
Powietrzna fala uderzeniowa wybuchu powoduje zniszczenie lub uszkodzenie torów kolejowych, taboru kolejowego, budynków, elementów łączności, systemów sygnalizacji, wodociągów kolejowych oraz innych elementów kompleksu inżynieryjno-technicznego (ITK)* transportu kolejowego.
Stan jakości zniszczonych elementów teleinformatycznych w strefach zagrożenia ocenia się według odpowiedniego stopnia zniszczenia: pełne, mocne, średnie I słaby.
Całkowite zniszczenie charakteryzują się zniszczeniem lub zawaleniem się wszystkich lub większości konstrukcji nośnych, ścian głównych, poważnym odkształceniem lub zawaleniem się stropów międzykondygnacyjnych i stropowych, przęseł mostów. Jednocześnie fragmenty budynków i budowli tworzą ciągłe blokady. Główne elementy toru kolejowego są całkowicie niesprawne. Tabor, maszyny torowe, wyposażenie i aparatura stacyjna nie podlegają renowacji.
Wykorzystywanie elementów maszyn, taboru kolejowego oraz zniszczonych części konstrukcji jest niemożliwe.
Silne zniszczenie charakteryzują się zniszczeniem części głównych i większości pozostałych ścian budynków, deformacją konstrukcji przęseł mostów, większości podpór sieci jezdnej i linii energetycznych. Rewaloryzacja toru i obiektów kolejowych jest możliwa, ale niepraktyczna, gdyż sprowadza się praktycznie do nowej budowy z wykorzystaniem części zachowanych elementów i konstrukcji. Techniczne i pojazdy nie podlegają naprawie, niektóre ich części mogą być później wykorzystane do naprawy.
Średnie zniszczenia charakteryzują się zniszczeniem elementów drugorzędnych (przegrody wewnętrzne, okna, dachy), pojawieniem się spękań ścian, zawaleniem stropów poddaszy i poszczególnych części wyższych kondygnacji. Wokół budynków nie powstają blokady, ale poszczególne fragmenty konstrukcji mogą być wyrzucane na znaczne odległości. Tor kolejowy ulega wypaczeniu. Deformacji ulegają poszczególne elementy konstrukcji przęsłowych mostów, wydzielone podpory linii elektroenergetycznych, sieci trakcyjnej i linii komunikacyjnych. Istnieje możliwość renowacji budynków, torów kolejowych, budowli, taboru kolejowego, środków transportu i innych środków technicznych remonty kapitalne i średnie.
Słabe zniszczenie budynki charakteryzują się zniszczeniem najmniej trwałych konstrukcji: wypełnień okiennych i drzwiowych, lekkich przegród, dachów. Sprzęt otrzymuje niewielkie odkształcenia elementów drugorzędnych. Renowacja torów kolejowych, obiektów, taboru i wyposażenia wymaga bieżąca naprawa.
Ze względu na fakt, że przy całkowitym i poważnym zniszczeniu budynków, budowli i środków technicznych nie są odtwarzane, dane referencyjne i obliczenia często wykorzystują tylko trzy stopnie zniszczenia - silny, średni i słaby.
Kiedy te same parametry fali uderzeniowej wybuchu działają na różne elementy ITC, stopień ich zniszczenia będzie różny ze względu na różną stabilność fizyczną.
Pod fizyczną stabilnością należy rozumieć zdolność konstrukcji do wytrzymania obciążeń zewnętrznych w sytuacjach awaryjnych. Zdolność ta jest właściwością konstrukcji, która zależy od jej wielkości, konstrukcji i innych parametrów i nie zależy od żadnych czynników zewnętrznych. Takie parametry obejmują na przykład: sztywność konstrukcji, obecność fundamentu, mocowanie elementów i inne właściwości wytrzymałościowe; materiał; masa i położenie środka ciężkości; wymiary elementów i ich konfiguracja; obszar wsparcia; odległość między częściami wsporczymi itp.
Na przykład pod tymi samymi obciążeniami zewnętrznymi największemu zniszczeniu ulegają wielokondygnacyjne budynki mieszkalne bez szkieletu ze ścianami nośnymi wykonanymi z cegły, płyt i pustaków. Masywne obiekty przemysłowe z metalową ramą i wewnętrznymi ciężkimi urządzeniami dźwigowymi wytrzymują największe obciążenia, dla których ustawione są kolumny nośne, co sprawia, że konstrukcja budynku jest sztywniejsza i trwalsza.
Nawierzchnia torowa, która ma sztywną konstrukcję (połączenie warstwy podsypki, podkładów i szyn), niewielkie wyniesienie nad teren i niski współczynnik oporu aerodynamicznego, wytrzymuje duże obciążenia zewnętrzne.
Spośród różnych rodzajów taboru kolejowego, czteroosiowe platformy nieobciążone (niewielkie gabaryty o znacznej masie), obciążone cysterny (niski współczynnik oporu powietrza) oraz lokomotywy wykazują największą odporność na obciążenia zewnętrzne podczas wybuchów. Najmniej stabilne są samochody osobowe i kryte próżne wagony towarowe (znaczne gabaryty i relatywnie niska masa).
Ocenę porównawczą stabilności (według stopnia zniszczenia) elementów ITC podczas wybuchów przeprowadza się za pomocą pojedynczy wskaźnik ilościowy - wielkość nadciśnienia z przodu fali uderzeniowej
Jeżeli czynnikiem decydującym o zniszczeniu konstrukcji nie jest nadmierne ciśnienie przed powietrzną falą uderzeniową ΔР f, i ciśnienie prędkości powietrza ΔР sk(w przypadku braku danych eksperymentalnych dotyczących stopnia zniszczenia konstrukcji przy odpowiednich wartościach ΔР f), wówczas stateczność konstrukcji obliczana jest na podstawie działania ciśnienia głowicy prędkości ΔР sk. Szacunkowe wartości ΔР sk są przeliczane zgodnie ze wzorem (3.1) lub harmonogramem (ryc. 3.3) w ΔР f, co umożliwia porównanie stateczności konstrukcji i określenie stopnia ich zniszczenia za pomocą jednego wskaźnika ΔР f, (Obliczenia trwałości konstrukcji przedstawiono w rozdziale 8.)
Charakter zależności stopnia zniszczenia konstrukcji od wielkości nadciśnienia na froncie fali uderzeniowej ΔР f można przedstawić w postaci wykresu (rys. 3.7).
Aby ocenić odporność konstrukcji i urządzeń na działanie fali uderzeniowej, konieczna jest ich znajomość granica stabilności - graniczna wartość nadciśnienia na froncie fali uderzeniowej powietrza, powyżej której działanie konstrukcji i urządzeń jest niemożliwe.
Ryż. 3.7. Charakter zależności stopnia zniszczenia od wielkości nadciśnienia na froncie fali uderzeniowej:
I - strefa słabego zniszczenia; II - strefa średniego zniszczenia; III - strefa poważnego zniszczenia; IV - strefa całkowitego zniszczenia; - granica stateczności konstrukcji;
Promień działania - odległość od środka wybuchu, przy której jest liczbowo równa granicy stateczności
Poza granicą stabilności Element TIC jest akceptowany dolna granica średnich obrażeń(w pewnej odległości od centrum wybuchu) (ryc. 3.7).
Znaczenie tego zapisu jest takie, że dostając się do strefy I - słabe zniszczenie (ryc. 3.7), konstrukcja wymaga konserwacji, ale jej czasowe użytkowanie jest możliwe z pewnymi ograniczeniami.
W przypadku przekroczenia granicy stateczności konstrukcji (wpada ona w strefę II) dalsze użytkowanie konstrukcji staje się niemożliwe bez pośredniego remontu.
Tym samym granicę stabilności i stopień zniszczenia elementów ITC scharakteryzowano ilościowo za pomocą wartości granicznych ΔР f, Dla głównych konstrukcji i urządzeń transportu kolejowego wartości te podano w tabeli. 3.3.
Określono w tabeli. 3.3 przedziały z minimalnymi i maksymalnymi wartościami nadciśnienia, charakteryzującymi pewien stopień zniszczenia, uwzględniają możliwe różnice w konstrukcji konstrukcji i położeniu konstrukcji w stosunku do kierunku propagacji czoła fali uderzeniowej.
Dla torów kolejowych i taboru dane w tabeli. 3.3 podano dla przypadku, gdy czoło fali uderzeniowej rozchodzi się prostopadle do osi toru i boku taboru (najgorszy przypadek). Gdy fala uderzeniowa rozchodzi się wzdłuż osi toru kolejowego, tabor wytrzymuje nadciśnienie (ciśnienie głowicy dynamicznej) 1,5-2 razy większe niż wartości tabelaryczne, a tor kolejowy ulega poważnemu i całkowitemu zniszczeniu głównie w promieniu lejka.
w tabeli. Dla wybuchu jądrowego podano 3,3 wartości ciśnienia przed falą uderzeniową, powodującą pewien stopień zniszczenia. Uważa się, że ten sam stopień zniszczenia przez falę uderzeniową z wybuchu jądrowego i wybuch VM, GVS lub UVG ma miejsce, jeżeli ciśnienie przed falą uderzeniową wybuchu tych substancji wybuchowych jest około 1,5 razy większe niż ciśnienie przed falą uderzeniową wybuchu jądrowego.(Dla VM, CWU i UVG dane tabelaryczne rosną 1,5 razy).
W przeciwieństwie do miast i obiektów gospodarczych, które z reguły zawierają ten sam typ elementów – budynków, w obiektach kolejowych (komunikacyjnych) znajdują się różnego rodzaju konstrukcje i urządzenia,
zapewniające ruch pociągów i posiadające nierówną stateczność. Z tego powodu nie jest możliwe wyodrębnienie ogólnych stref zniszczenia całkowitego, silnego, średniego i słabego na obiektach transportu kolejowego w strefie wybuchów awaryjnych. Dla każdego rodzaju konstrukcji strefy te będą miały swoje własne wymiary.