Класс горючего вещества	Вид окружающего пространства
	1	2	3	4
	Ожидаемый диапазон скорости взрывного превращения
1	1	1	2	3
2	1	2	3	4
3	2	3	4	5
4	3	4	5	6

Ниже приводится разбиение режимов взрывного превращения ТВС по диапазонам скоростей.

Диапазон 1. Детонация или горение со скоростью фронта пламени 500 м/с и больше.

Диапазон 2. Дефлаграция, скорость фронта пламени 300-500 м/с.

Диапазон 3. Дефлаграция, скорость фронта пламени 200-300 м/с.

Диапазон 4. Дефлаграция, скорость фронта пламени 150-200 м/с.

Диапазон 5. Дефлаграция, скорость фронта пламени определяется соотношением:

,

где – константа, равная 43.

Диапазон 6. Дефлаграция, скорость фронта пламени определяется соотношением:

,

где – константа, равная 26.
Оценка агрегатного состояния ТВС

Для дальнейших расчетов необходимо оценить 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 веществ, таких, как пропан при температуре 20 , смесь можно считать газовой, а для веществ с низким давлением насыщенного пара (распыл дизтоплива при 20 ) расчеты проводятся в предположении гетерогенной топливно-воздушной смеси.

---

Расчет основных параметров воздушных ударных волн (избыточного давления Р и импульса фазы сжатия волны давления I) в зависимости от расстояния (R) до центра облака (в том числе с учетом возможного дрейфа облака ТВС) [4].

Для вычисления параметров воздушной ударной волны на заданном расстоянии R от центра облака при детонации облака ТВС предварительно рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние по соотношению:

, (21)

где Е – эффективный энергозапас ТВС.

Далее рассчитываются безразмерное давление Р_х и безразмерный импульс фазы сжатия I_x.

В случае детонации облака газовой ТВС расчет производится по следующим формулам:

(22)

(23)

Зависимости (22), (23) справедливы для значений , больших величины =0,2 и меньших =24 (более точно принимать , где -пороговое значение ). В случае 0,2 величина полагается равной 18, а в выражение для нахождения безразмерного импульса фазы сжатия подставляется значение =0,142.

В случае детонации облака гетерогенной ТВС расчет производится по следующим формулам:

(24)

(25)

Данные зависимости справедливы для значений , больших величины =0,25. В случае 

---

величина полагается равной 18, а величина =0,16.

В случае дефлаграционного взрывного превращения облака ТВС к параметрам, влияющим на величины избыточного давления и импульс положительной фазы, добавляются скорость видимого фронта пламени V_г и степени расширения продуктов сгорания . Для газовых смесей принимается =7, для гетерогенных - =4. Для расчета параметров ударной волны при дефлаграции гетерогенных облаков величина эффективного энергозапаса смеси домножается на коэффициент (-1)/ (см. ранее формулы (15), (16)). Величина определяется исходя из взрывоопасных свойств горючего вещества и загроможденности окружающего пространства, влияющего на турбулизацию фронта пламени.

Безразмерное давление и импульс фазы сжатия определяются по соотношениям:

(26)

(27)

Последние два выражения справедливы для значений , больших величины =0,34, в противном случае вместо в соотношения подставляется величина (пороговое значение величины ).

Далее вычисляются величины и , которые соответствуют режиму детонации и для случая детонации газовой смеси рассчитываются по соотношениям (22), (23), а для детонации гетерогенной смеси – по соотношениям (24), (25). Окончательные значения и выбираются из условий:

P_x=min(P_x1,P_x2), I_x=min(I_x1, I_x2) (28)

После определения безразмерных величин давления и импульса фазы сжатия вычисляются соответствующие им размерные величины:

---

, Па (29)

, Па*с (30)
Определение дополнительных характеристик взрывной нагрузки.

Параметры падающей и отражённой ударных волн при детонации облака газовой смеси приведены ниже:

Параметры падающей ударной волны:

Амплитуда фазы сжатия:

ln(ΔP₊/P₀)=0,299-2,058lnλ_пар+0,26(lnλ_пар)² (31)

Амплитуда фазы разрежения

ln(ΔP_/P₀)=-1,46 - 1,402lnλ_пар + 0,079(lnλ_пар)² (32)

Длительность фазы сжатия

ln(10⁵₊ /E^1/3)=0,106 + 0,448lnλ_пар – 0,026(lnλ_пар)² (33)

Длительность фазы разрежения,

ln(10⁵_ /E^1/3)=1,299 + 0,412lnλ_пар – 0,079(lnλ_пар)² (34)

Импульс фазы сжатия

ln(I₊ /Е^1/3)= -0,843 – 0,932lnλ_пар – 0,037(lnλ_пар)² (35)

Импульс фазы разрежения

ln(I_ /Е^1/3)= -0,873 – 1,25lnλ_пар + 0,132(lnλ_пар)² (36)
Соотношения (31)-(36) справедливы при 1,3≤λ_пар≤14, где . При принятых допущениях λ_пар=2,15R_x.
Форма падающей волны с описанием фаз сжатия и разрежения в наиболее опасном случае детонации газовой смеси может быть описана соотношением:

(37)

Декремент затухания в падающей волне рассчитывается по соотношению:

(38)

Параметры отраженной волны при ее нормальном падении на преграду

Амплитуда отраженной волны давления

ln(ΔP _r+/P₀)=1,264-2,056ln λ_пар +0,211(ln λ_пар)² (39)

Амплитуда отраженной волны разрежения

ln(ΔP _r-/P₀)= -0,673 -1,043ln λ_пар + 0,252(ln λ_пар)² (40)

Длительность отраженной волны давления

ln(10⁵_r+/E^1/3)= -0,109 + 0,983ln λ_пар

---

– 0,23(ln λ_пар)² (41)

Длительность отраженной волны разрежения

ln(10⁵_r-/E^1/3)=1,265 + 0,857ln λ_пар – 0,192(ln λ_пар)² (42)

Импульс отраженной волны давления

ln(I_r+/Е^1/3)= -0,07 – 1,033ln λ_пар + 0,045(ln λ_пар)² (43)

Импульс отраженной волны разрежения

ln(I_r-/Е^1/3)= -0,052 – 0,462ln λ_пар – 0,27(ln λ_пар)² (44)

Общее время действия отраженных волн на мишень,

ln(10⁵(_r++_r-)/E^1/3) = 1,497 + 0,908ln λ_пар – 0,404(ln λ_пар)² (45)

Форма отраженной волны с описанием фаз сжатия и разрежения с хорошей для практических целей точностью может быть описана соотношением

(46)

Декремент затухания в отраженной волне рассчитывается по соотношению:

(47)

Соотношения (39)-(47) справедливы при значениях λ_пар до 51,6.

В соотношениях (39)-(46) индекс относится к отражённой волне давления; индекс - к отражённой волне разрежения.

В приведенных выше соотношениях (31)-(47) все параметры времени в сек, импульса в Па∙с.

Параметры волны при произвольном режиме сгорания

Импульсные характеристики падающих и отраженных волн не зависят от скорости взрывного превращения. Интенсивность и длительность действия ударных волн при λ_пар≥ 1 рассчитываются по соотношениям (31)-(47). Возможность таких оценок основана на сравнении опытных данных с фактическими сведениями об авариях.

Оценка поражающего действия

Для оценки поражающего действия негативных факторов в Методике ТВС используется вероятностный подход. Это связано с тем, что одна и та же мера воздействия (избыточное давление ударной волны, импульс ударной волны) может вызвать последствия различной тяжести в зависимости от окружающей обстановки, т.е. эффект поражения носит вероятностный характер.

При взрывах ТВС существенную роль играют такие поражающие факторы, как длительность действия ударной волны, и связанный с ней параметр импульс взрыва. Реальное деление плоскости факторов поражения на диаграмме импульс – давление на две части (внутри – область разрушения, вне – область устойчивости) не имеет четкой границы [4]. При приближении параметров волны к границе опасной области вероятность заданного уровня поражения нарастает от 0 до 100%. При превышении известного уровня величин амплитуды давления и импульса достигается 100% вероятность поражения. Эта типичная особенность диаграмм поражения может быть отражена представлением вероятности достижения того или иного уровня ущерба с помощью пробит-функций Pr

---

Смотрите также файлы

• Здоровый образ жизни Что такое здоровье.pptx

• Тема Причины, типы, виды конфликтов Стратегия поведения в конфликтной ситуации.docx

• Практическая работа 2 Транспортные машины для стройки По дисциплине мдк 01. 01. 02 Технология строительных процессов.docx

• Тематическое планирование по учебному предмету Окружающий мир 3 класс Тема урока Содержание урока Колво часов всего Конт роль знаний.docx

• Элементы содержания.docx