Лабораторная работа 3: Исследование параметров взрыва резервуара со сжатым газом

• Цель работы

Изучить термины, параметры и эффекты взрывных воздействий. Ознакомиться с алгоритмом расчета взрыва резервуара со сжатым газом. Исследовать на математической модели влияние показателей состояния взрывной системы на параметры взрывного воздействия.

• Общие сведения

Взрыв – практически мгновенное высвобождение сконцентрированной во взрывной системе энергии, вызванное изменением физико-химического состояния вещества, сопровождающееся образованием ударной волны с избыточным давлением на фронте выше порогового значения.

Разновидности химических взрывов:
– детонационный взрыв конденсированного взрывчатого вещества, вызванная нарушением правил производства, хранения, транспортирования или применения;
– дефлаграционный или детонационный взрыв горючей газо или паровоздушной смеси.

Разновидности физических взрывов:
– паровой взрыв вследствие соприкосновения перегретого расплавленного вещества с холодной жидкостью, имеющей низкую температуру кипения;
– взрыв сосуда под давлением при его разгерметизации и др.

Взрыв сосуда под давлением происходит вследствие опасных событий и процессов, в том числе:
– заполнение ёмкости веществом сверх установленной нормы;
– уменьшение прочности стенок герметичной ёмкости вследствие усталости металла или механических повреждений;
– уменьшение толщины стенок ёмкости вследствие коррозии;
– повышение давления вещества внутри сосуда при внешнем нагреве;
– повышение давления при нагреве вещества в сосуде вследствие внутренних химических превращений.
Основными показателями, характеризующими воздушную волну, являются давления воздуха в фазах сжатия и разрежения, продолжительности этих фаз, а также импульсы фаз.
Основным параметром взрывного воздействия является избыточное давление на фронте ударной волны.
Первичное воздействие создаётся ударной волной. Оно подразделяется на взрывное барическое и взрывоакустическое.

Вторичное воздействие взрыва вызывается – потоком воздуха, приведённым в движение ударной волной:
– осколками, образующимися при разрушении оболочки взрывной системы; – предметами, вовлечёнными во взрывной процесс;
– продуктами взрыва.

Вследствие этого, вторичное воздействие подразделяется на:
– динамическое воздействие воздушного потока;
– динамическое воздействие осколков;
– динамическое воздействие предметов;
– термоконтактное воздействие продуктов взрыва;
– ингаляционное воздействие продуктов взрыва.

При количественной оценке разнородных взрывов введено понятие тротилового эквивалента (или ТНТ–эквивалента). Тротил или тринитротолуол (ТНТ) – это взрывчатое вещество, применяемое в военных целях, а также для проведения взрывных работ в промышленности.

• Содержание математической модели
• Алгоритм решения
• Вывод