tema6_1 (951278), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Преимущественным видом их превращения является детонация. К ним относятся однородные ВВ (тринитротолуол, нитроглицерин, пироксилин и др.) и неоднородные - механические смеси (аммониты, динамиты и др.);-метательные (чаще всего это пороха, использующиеся в качестве метательныхзарядов для огнестрельного оружия. Их взрывчатое превращение – дефлаграционное горение);-пиротехнические составы.Различают фугасное и бризантное действие ВВ. Мерой фугасного действия служит объем воронки, образованной взрывом 1 кг ВВ.Под бризантным действием понимают способность ВВ дробить соприкасающуюся среду.
Эта способность зависит от детонационного давления и времени егодействия.По своему составу конденсированные ВВ можно подразделить на смеси и однородные (гомогенные или унитарные) вещества.Рассмотрим некоторые вещества, представляющие собой смеси.Черный порох представляет собой смесь калиевой селитры (KNO3) с углем. Этивещества представляют собой порошки, смесь которых крайне опасна и возгорается совзрывом при малейшем воздействии теплом или трением. Для получения требуемойскорости сгорания в смесь добавляется сера. Первым используемым на практике ВВ былчерный порох. В настоящее время пороха используют в качестве метательных ВВ.Ракетные твердые топлива относятся к тому же классу ВВ, что и пороха.
Существует большое количество отличающихся по своему составу смесей, используемых вкачестве ракетных топлив. Их основными компонентами являются: порошки металлов(Al, Be, B, Mg) или их гидридов (AlH3, LiH, MgH ), окислители (например перхлорат аммония - NH3ClO4), нитраты (например нитрат калия - KNO3) и др. составляющие.Аммониты представляют собой довольно большую группу веществ, широко используемых в промышленности (горнодобывающей, строительной и др. отраслях) и относящихся к классу бризантных ВВ.
Как правило это смеси окислителя (аммониевой селитры - NH3NO3) с органическими веществами (угольная или мучная пыль, торф, опилки) - динамоны, с порошками металлов (например алюминия) -аммонал, с тротилом аматол, и др.Однородные ВВ состоят из одного химическое соединение, в состав молекулыкоторого входят составные части, например играющие роль и горючего и окислителя.Наибольшее распространение в качестве таких ВВ получили органические нитросоединения. К однородным ВВ относятся.Пироксилин и бездымный порох.
Эти вещества относятся к классу метательныхВВ. Пироксилин (азотнокислый эфир целлюлозы или нитрат целлюлозы C6H7O2(ONO2)3) получается при нитровании целлюлозы (хлопка) азотной кислотой.Внешне сохраняет вид волокон хлопка с повышенной хрупкостью. В настоящее времяиспользуется как сырье для изготовления баллистных порохов. Бездымный порох используется в качестве топлива реактивных снарядов для “Катюш” и минометов.Гексоген (циклотриметилентринитроамин - (CH2NO2)3) и тротил (тринитротолуол - C6H2CH3(NO2)3) относятся к классу бризантных ВВ и используются для начинки боеприпасов.Газовоздушные смеси.Газовоздушные смеси (ГВС) образуются на ряде производств в нормальных илиаварийных условиях и могут стать источником очень мощных взрывов.
Наиболее опасны взрывы смесей с воздухом углеводородных газов (метана, пропана, бутилена, бутана,этилена и др.), а также паров воспламеняющихся жидкостей.Взрывы ГВС могут происходить во внутренних полостях оборудования и трубопроводов, в помещениях (зданиях) в результате утечки газа, в емкостях для хранения итранспортировки взрыво- и пожароопасных веществ (резервуарах, газгольдерах, цистернах, грузовых отсеках танкеров) или на открытом пространстве при разрушении газопроводов, разливе и испарении жидкостей.
Взрывы горючих газов с воздухом с тяжелыми последствиями происходят на шахтах.Вероятность взрыва ГВС и его опасность определяются:-пределами взрывной концентрации паров жидкостей и газов (при которых можетвозникнуть детонация) в процентах к объему ГВС, например, пропан 3-7%; пропилен3.5-8.5%; этан 4.0-9.2%;-температурой воспламенения - нижним пределом температуры, при которойвозможно их воспламенение от постороннего источника зажигания ( ацетон -18оС,спирт 13оС, бензол -11оС );-плотностью паров и газов по отношению к плотности воздуха ( ацетон 2, ацетилен 0,9, метан 0,55, бутан 2 );-температурой самовоспламенения ( ацетон 610оС, бензин 150оС, этиловый спирт465оС);-минимальной энергией зажигания или эквивалентом критической энергии электрической искры, необходимой для инициирования детонации.Вероятность взрыва ГВС зависит от целого ряда обстоятельств.
Статистика показывает, что при авариях с образованием облака ГВС на открытом пространстве, случаивзрыва, случаи возникновения только горения (пожаров) и случаи отсутствия воспламенения равновероятны.Воспламенение облака ГВС происходит при наличии источника зажигания. Первоначально скорость распространения пламени относительно не велика и составляет длябольшинства углеводородных газов 0.32-0.40 м/с. При столь малых скоростях горенияобразования взрывной волны не происходит.
Однако в реальных условиях на процессТема «Аварии на взрывоопасных объектах»6горения оказывают влияние множество факторов, вызывающих турбулизацию фронтапламени и ускорение его распространения.Применительно к случайным промышленным взрывам при достижении скоростей распространения пламени 100-300 м/с возникает дефлаграционное горение, при котором генерируются взрывные волны с максимальным избыточным давлением 20-100кПа. Продолжительность горения до достижения взрывного режима для газов составляет около 0.1с.
При дальнейшем ускорении горения дефлаграционые процессы могут перерасти в детонационные, скорость распространения которых значительно превышаетскорость звука в воздухе и достигает 1-5 км/с.Переходу к детонации способствуют различные препятствия на пути распространения пламени (строения , предметы, пересеченная местность). Детонация ГВС можетпроизойти и без стадии дефлаграционного горения, однако в этом случае необходим соответствующий источник энергетического воздействия (достаточный электрическийразряд, взрыв детонатора и др.).При больших объемах горючих газовых смесей, наличии источников турбулизации фронта пламени и отражении детонационной волны от препятствий давление заочень короткий промежуток времени (~1мс) достигает высоких значений (~1.5 МПа).Пыль и пылевоздушные смеси.Взрывы пыли (пылевоздушных смесей - аэрозолей) представляют одну из основных опасностей на производстве.
Взрывы пыли происходят в ограниченном пространстве - в помещениях зданий, внутри оборудования, в штольнях шахт. Возможны взрывыпыли на мукомольном производстве, на зерновых элеваторах (мучная пыль), при обращении с красителями, серой сахаром, другими пищевыми продуктами, производствепластмасс, лекарственных препаратов, на установках дробления топлива (угольнаяпыль), в текстильном производстве.Понятие промышленные пыли включает в себя тонкие дисперсии с размерами частиц менее 800 мкм.
Взрывы, в основном, происходят по дефлаграционному механизму.Переход к детонации возможен в вытянутых помещениях за счет турбулизации процессагорения в облаке пылевоздушной смеси (ПВС), например в штольнях шахт, на конвейерных линиях зернохранилищ.Взрыв ПВС возможен только при наличии концентрации пыли в воздухе не нижеопределенного предела, измеряемого в г/м.куб: алюминий 58, уголь и сахар 35, резина25, полиуретан 30 и т.д.По степени пожаровзрывоопасности все промышленные пыли делятся на 4 класса:1 класс - наиболее взрывоопасные пыли с НКПР2 равным 15 г/м.куб и ниже (сера2,3; нафталин 2,5).
НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени;2 класс - взрывоопасные пыли с НКПР от 16 до 65 г/м.куб (алюминий 58, овес30.2, крахмал картофельный 40.3);2НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени;о3 класс- наиболее пожароопасные пыли - с температурой воспламенения до 250С;4 класс - пожароопасные пыли - с температурой воспламенения >250 оС .Температура самовоспламенения пыли равна в среднем 500 оС. Пыль, находящаяся в слоях воспламеняется при более низкой температуре, чем облако пыли - разница достигает 200оС, причем чем толще слой пыли, тем ниже температура ее самовоспламенения. Пыль в слоях не взрывается.
Однако, если в слое пыли возникнет горение (тление),то конвективные потоки горячих газов поднимают пыль в воздух, образуется пылевоздушная смесь, которая может взрываться. Максимальное давление взрыва ПВС лежит впределах от 700 до 500 кПа (5-7 атм). Опасность взрыва ПВС возрастает с уменьшениемразмеров частиц пыли.Ударнаяволнаихарактеризующиеее параметрыОбщая характеристика ударной волны.Энергия, выделяющаяся при взрыве, приводит к возникновению и распространению в окружающей среде очень узкой зоны сжатия-разрежения.
В пределах этой зоны,распространяющейся со сверхзвуковой скоростью, протекают физические процессы,называемые ударной волной. Существо этих процессов состоит в скачкообразном изменении всех параметров среды (давления, температуры, плотности).Передняя граница зоны сжатия называется фронтом ударной волны. Формафронта ударной волны в однородной среде, например в воздухе, представляет собойсферу и не зависит от формы взорвавшегося заряда. Ударная волна имеет два основныхотличия от звуковой волны:параметры среды в ней (давление, температура, плотность) изменяются практически скачком;скорость ее распространения превышает скорость звука в невозмущенной среде.Основным параметром, определяющим поражающее действие ударной волны,является давление. На рисунке 1 показано изменение во времени давления в некоторойточке при прохождении через нее воздушной ударной волны (ВУВ).До прихода волны давление в точке определялось атмосферным давлением P0.
Вмомент прихода фронта волны за очень короткий промежуток времени, практическимгновенно (скачком), давление возрастает на величинуPф. После скачка давлениеначинает падать и через промежуток времени + достигает величины P0. Дальнейшееснижение давления приводит к образованию в рассматриваемой точке разрежения с амплитудой P-, после чего рост давления возобновляется и оно снова достигает величиныP0.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
