Параметры воздушной ударной волны при взрыве облака ГВС

При выходе детонационной волны на границу облака ГВС происходит образование воздушной ударной волны, аналогично рассмотренному ранее случаю взрыва конденсированных ВВ. Схема взрыва ГВС изображена на рисунке 5,

Рис.5. Схема взрыва облака газовоздушной смеси

где:

1-граница облака ГВС,

2- средний радиус облака,

3- фронт детонационной волны.

Избыточное давление DP_Ф (Па), во фронте воздушной ударной волны вне облака ГВС рассчитывается из уравнений

при

приR> 1.7R_0, (31)

где – радиус облака ГВС (м); P₀ – атмосферное давление (Па); М - масса газовоздушной смеси в облаке (кг).

В приближенных расчетах параметров взрыва ГВС допускается принимать показатель g=1.25.

При взрыве в режиме детонации стехиометрической ГВС уравнения (5), (31) могут быть приведены к виду:

при0< R< R₀ при (32)

приR> 1.7R ₀

, (м),

Для ГВС, содержащих широко используемые газы бутан, бутилен, метан, пропан, пропилен, этан, этилен, допускается принимать

, (33)

где: М=wМ_0, М₀ - исходная масса сжатого или сжиженного газа в емкости, а также выброшенного в атмосферу при аварии на газопроводе.

Коэффициент w определяют в зависимости от способа хранения или транспортировки горючего вещества:

w=1 для сжатых газов и газов при атмосферном давлении;

w=0.5 для газов, сжиженных под давлением;

w=0.1 для газов, сжиженных охлаждением;

w=0.02¸ 0.07 - при растекании легковоспламеняющихся жидкостей.

Пример: Определить давление во фронте ударной волны на расстоянии R=300м при детонации облака ГВС, образовавшегося при разгерметизации емкости, содержащей 64 т. сжиженного под давлением пропана.

Решение:

1) из (33) рассчитывается средний радиус облака

2) давление во фронте ударной волны вычисляется из (32), при R=300м > 1.7R₀ = 94.4м.

кПа.

Расчет величины импульса давления в фазе сжатия I₊ и время действия фазы сжатия ударной волны t₊ в данном случае имеет особенности, связанные со спецификой взрыва и относительно большими размерами облака ГВС. В приближенных расчетах при оценке поражающего действия взрыва полагают, что величина импульса давления в фазе сжатия ударной волны может быть рассчитана из уравнения

(35)

где - приведенный импульс давления, Па·с/кг^1/3;

- приведенное расстояние от центра взрыва, м/кг^1/3;

- тротиловый эквивалент взрыва облака ГВС, кг;

Q_V, Q_V.ТР – теплота взрыва горючего газа и тротила соответственно, Дж/кг;

М-масса горючего газа в облаке.

Эффективное время действия фазы сжатия ударной волны t_ЭФ, с, определяется из уравнения

. (35)