Классификация взрывов – 7. 2. Классификация взрывов

Классификация и поражающие факторы взрывов. Критерии, характеризующие взрывы.

Взрыв (слайд 15) — это быстро протекающий процесс химического или физического превращения вещества, сопровождающийся освобождением большого количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого образуется и распространяется ударная волна, способная создать угрозу жизни и здоровью людей, нанести ущерб экономике и окружающей среде, а также стать источником ЧС.

Классификация взрывов (слайд 16)

Большинство взрывов имеет химический характер, представляющий собой по сути процесс горения, протекающий с огромной скоростью (сотни м/с). Энергоносителями таких взрывов могут быть твердые, жидкие и газообразные вещества, а также аэрозоли и аэровзвеси горючих веществ (пыль, туман) в воздухе. Некоторые твердые и жидкие взрывчатые вещества (ВВ) имеют окислитель в своем составе и потому могут взрываться в условиях отсутствия кислорода (воздуха).

К взрывам, обусловленным физическими процессами, относятся взрывы сжатых газов и перегретого пара. Обычно взрывы такого рода встречаются достаточно редко, в основном, при авариях. Примером взрыва, обусловленного физическими процессами, является взрыв парогазовой смеси на Чернобыльской АЭС. К физическим взрывам относится также явление физической детонации — взрыв при смешении горячей и холодной жидкостей, когда температура одной существенно превосходит другую.

Объемный взрыв газовоздушных смесей и аэровзвесей представляет собой специфическую разновидность взрыва, которому всегда предшествует образование объемного облака, где горючий компонент присутствует в смеси с окислителем (кислородом воздуха) в определенной концентрации.

Оксид углерода образует взрывчатую смесь с воздухом в соотношении 1:2. Пример взрыва оксида углерода: взрыв при создании резкого притока кислорода (открывание дверей, окон) в горящее помещение, где образовалось большое количество оксида углерода.

Энергия сгорания многих парогазовых смесей при объемном взрыве во много раз превосходит энергию сгорания твердых веществ, а скорость распространения ударной волны в пределах облака ВВ может достигать 1 — 3 км/с, что обуславливает огромную разрушительную силу объемных взрывов. Кроме того, проникая в помещения через окна и проемы, облако ВВ может поражать людей и производить разрушения внутри помещений и за пределами.

Ядерный взрыв, представляет собой процесс быстрого освобождения большого количества внутриядерной энергии в ограниченном объеме. Ядерные взрывы обладают наибольшим поражающим и разрушающим действием.

Причинами взрывов могут быть резкие воздействия (удар, сжатие), изменение температуры (искра), химическая реакция, ударная волна другого взрыва и т. п.

Поражающие факторы взрыва

1. Ударная волна — воздействие резкого возрастания давления и температуры воздуха.

Давление скоростного напора воздуха и, как результат, — ущерб (поражение), наносимый за счет метательного действия скоростного напора (обломками конструкций, камнями, осколками и т. д.).

2. Тепловое воздействие, как следствие возгорания в очаге взрыва.

3. Сейсмическое воздействие. При мощных подземных взрывах возможно сейсмическое воздействие взрыва.

Критерии, характеризующие взрыв.

1. Избыточное давление во фронте ударной волны (∆Рф) — это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны (Ртах) и нормальным атмосферным давлением

   (Ро)

∆Рф = Ртах — Ро

2. Давление скоростного напора во фронте ударной волны (Рск) — динамическая нагрузка, создаваемая потоком масс воздуха, следующих за фронтом ударной волны. Оно находится в прямой зависимости от плотности и скорости воздуха за фронтом ударной волны. Характер разрушений в зависимости от избыточного давления ударной волны.

Поражение людей при взрыве может явиться результатом как прямого, так и косвенного воздействия ударной волны. Характер и степень поражения людей зависят от степени их защищенности на человека, находящегося за укрытием, воздействует в основном избыточное давление ударной волны. Травмы и контузии при взрыве могут носить характер крайне тяжелых, тяжелых, средней тяжести и легких поражений.

3. Осколочные поля. Избыточное давление, не превышающее 10 кПА, считается безопасным для укрытых людей, однако открыто расположенные люди могут получать поражения за счет летящих камней и осколков стекла даже при избыточном давлении 2 кПА и более; а при давлении 10 кПа травмы за счет метательных действий ударной волны могут носить характер тяжелых и смертельных.

Учебный вопрос № 4.

studfiles.net

Глава 8. Классификация и характеристика взрывов

8.1. Характеристика взрывоопасного состояния объектов экономики рф

Взрыв — быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся выделением значительного количества энергии за короткий промежуток времени, приводящий к скачку давления или ударной волне с образованием сжатых газов или паров, способных производить механическую работу. Ударная волна — основной разрушительный фактор взрыва.

В РФ функционируют десятки тысяч пожаро- и взрывоопасных объектов. Особую опасность представляют взрывы и пожары на транспорте, в жилом секторе, на предприятиях угольной, химической, нефтяной, газовой, горнодобывающей промышленности. Нефтяная промышленность России ежегодно выбрасывает в атмосферу 2,2 млн. т. загрязняющих и легковоспламеняющихся веществ. Пожары на предприятиях данной отрасли особенно опасны, так как вырвавшийся нефтяной фонтан при его воспламенении перебрасывает огонь на резервуары с нефтью, компрессорные установки и нефтепроводы. Типовой нефтеперерабатывающий завод мощностью 10 — 15 млн. т в год сосредотачивает на своей промышленной площадке от 300 до 500 тыс. т углеводородного топлива.

Анализ аварий в химической и нефтяной промышленности показывает, что за последнее десятилетие большинство из них — 95% связаны со взрывами различных химических веществ, причем 54% внутри аппаратуры, а 46% — в производственных помещениях и на наружных установках.

В стране действуют 268 шахт, из них больше половины эксплуатируются свыше 40 лет. Почти половина шахт не реконструировалась, изношенность оборудования составляет 70% и более. На большинстве угольных предприятий отсутствуют средства борьбы с пылью. Концентрация угольной пыли превышает предельно допустимую до 80 раз, а во многих случаях — в 100-150 раз. Поэтому большая часть аварий в шахтах и рудниках происходит при взрывах угольной пыли и газа метана. Часто такие взрывы связаны с большими жертвами и разрушениями.

Причинами взрывов являются не только большая физическая изношенность многих производственных объектов, но и человеческий фактор (нарушение технологических режимов эксплуатации или испытания оборудования, требований к хранению и перевозке взрывчатых веществ, ГЖ и ЛВЖ).

Взрываются котлы в котельных, газы, аппараты, продукция и полуфабрикаты на химических предприятиях, пары нефтепродуктов на нефтеперерабатывающих заводах, мучная пыль на мукомольных заводах и зерновых элеваторах, сахарная пудра на сахарно-рафинадных заводах, древесная пыль и лакокрасочные пары на деревообрабатывающих и мебельных комбинатах.

За последние 10 лет произошло значительное количество взрывов в многоквартирных жилых домах с разрушением части или всего здания и человеческими жертвами. Причины: неисправность и нарушения эксплуатации газового оборудования, нарушения при выполнении ремонтных работ, хранение баллонов с пропаном на балконах и лоджиях. Почти ежегодно происходят взрывы на воинских складах боеприпасов из-за нарушений условий их хранения и несвоевременной утилизации зарядов с истекшим сроком хранения.

Таким образом, в современной России и на производстве и в быту в силу перечисленных причин достаточно высока вероятность и пожаров и взрывов.

studfiles.net

Классификация взрывов по плотности вещества, по типам химических реакций

Казанский межвузовский инженерный центр

«НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

ГОУ ВПО КГТУ

Контрольная работа.

Теория горения и взрыва

На тему:

«Классификация взрывов по плотности вещества, по типам химических реакций. «

Казань 2011 г.

Оглавление

Введение

Взрывы

Классификация взрывов по плотности вещества два основных типа

Классификация по типам химических реакций

Список используемой литературы

Горение — с детства и навсегда поражающий наше воображение феномен природы — несомненно один из важнейших для природы и человеческой практики физико-химических процессов. Греческий миф о Прометее, похитившем огонь у богов и отдавшем его людям, культ огня в других древних мифологиях — своеобразная» поэтическая дань роли огня в возникновении цивилизации.

Научное исследование горения началось в XVIIIв, имеете со стремительный распитием химии. Па первоначальном этапе горение определялось как соединение с кислородом горючих веществ (п первую очередь содержащих водород и углерод). Обобщая эту точку зрения, химики формулируют в то время широко известное высказывание: «Жизнь — это медленное горение»; это высказывание остается первым и поныне, поскольку именно соединение с кислородом накопленного растениями горючего служит источником энергии человека и вообще живых существ.

Выяснение химической сущности горения на этом раннем этапе развития пауки подготовило базу для развитии энергетики и термодинамики, поскольку горение — сонорной поставщик газов высокой температуры и энергии, В конце XIXв. интенсивно занимаются важные исследовании химико-термодинамических равновесий и системе Н₃ -Н_а О—СО-СО,-С-О,, определяющих в первом приближении температуру, достигаемую при горении углеводородных топлен, и состав продуктов горения газон, твердых и жидких, веществ.

Этап изучения горения и взрывов, начавшийся в конце XIXв. и продолжающийся до настоящего времени, был связан с появлением двигателей внутреннего сгорания, развитием внутренней баллистики артиллерийских орудии и взрывного дела, а в последние десятилетия — с широким внедрением в технику реактивных двигателей. Это во многом стимулировало быстрое развитие науки о горении.

На современном этапе исследований процесса горения н центре внимании стоит вопрос о скорости химического превращения. Сегодня горением и взрывом мы называем быстрое протекание реакции в веществе, которое в исходном состоянии инертно. При этом решающим оказывается выделение тепла и/или активных центров при самой реакции. В современном поминании с понятиями горении, взрыва, пламени, детонации и т, д. связывается характер протекания реакции, а не ел химическое содержание: мы говорим, например, о пламени разложения озонэ 20₃ — * 30_й , хотя в этой реакции выделяется, а не потребляется кислород. Разумеется > полностью научить характер проникания реакции молкни, лишь зная ее элементарные акты, механизм и кинетику химического превращения. Развитие теории горения оказалось, таким образом, тесно связанным — и логически и исторически — с трудами академика Н.Н. Семенова и его школы. Основанный Н. Н, Семеновым Институт химической, физики АН СССР сохраняет ведущее положение и сегодня, когда увеличилось число и расширилась география учреждений, работающих в области горения и взрывов. Отметим имена ушедших из жизни замечательных ученых. На стыке химической кинетики и науки о горении плодотворно работали В.В. Воеводский, А.В. Загулин, А.А. Ковальский, В. Н, Кондратьев.

Рядом с советской школой химической кинетики возникла и советская школа современной науки о горении,

Развитие теории горения привело к формированию некоторых специфических, асимптотических по своей природе понятий и математических методов. Дело в том, что для теории горения типична весьма сильная зависимость скорости химической реакции от температуры. Если подходить к делу с точки зрения численного решения получающихся уравнений, это вызывает затруднения. Но это же обстоятельство обусловливает плодотворность асимптотических подходов. Само основополагающее понятие в теории горения — понятие пламени, распространяющегося с постоянной скоростью, не зависящей от условий поджигания и определяемой только свойствами и состоянием горючей смеси, — представляет собой продукт асимптотического подхода.

Сильная зависимость скорости химической реакции от температуры обусловливает также специфическое для теории горения резкое различие режимов протекания реакции: существование воспламенения, разнообразных критических условий смены режимов, для которых характерна сильная, в пределе скачкообразная зависимость режима от параметров задачи.

Именно эти асимптотические понятия и подходы имеют значение, далеко выходящее за пределы теории горения. Свидетельством этому являются, например, проблемы механики полимеров, разрушения материалов, распространения импульсов по нервным тканям; в этих и во многих других проблемах с большим эффектом использовались методы теории горения.

Интересные постановки задач возникают при диффузионном горении, когда реагирующие вещества первоначально пространственно разделены. В этом случае можно считать в первом приближении, что скорость химической реакции бесконечна, однако для количества сгорающего вещества и для количества тепла, выделяющегося в единицу времени, получаются конечные выражения. При уменьшении скорости реакции толщина зоны растет, но лишь до определенного предела, за которым следует срыв, погасание пламени — один из типичных примеров критических условий в теории горения.

В качестве примера парадоксальной ситуации, с которой часто приходится сталкиваться в теории горения, упомянем вопрос о гидродинамической неустойчивости плоского фронта пламени. Прямой анализ показывает, что тонкий плоский фронт пламени абсолютно неустойчив к пространственным искривлениям, какой бы длины волны они небыли. Этот выдающийся результат принадлежит замечательному советскому физику-теоретику Л.Д. Ландау (независимо и практически одновременно он получен также французским ученым Дарье (С. Вагпеив)). И тем интереснее было выяснение физико-химических и гидродинамических факторов, обеспечивающих устойчивость пламени, которая наблюдается в экспериментах.

Теория горения, как часть математической физики, включает и использует достижения многих родственных наук — теории тепло — и массообмена, газодинамики реагирующих потоков, химической кинетики, турбулентного движения газа и др. Отбирая материал для книги, предлагаемой вниманию читателя, авторы стремились включить в нее вопросы, наиболее полно характеризующие специфику теории горения как с позиции новых любопытных физико-химических и гидродинамических эффектов, так в с точки зрения разработанных в теории новых математических методов, которые могут быть полезны читателю при решении разнообразных задач, даже весьма далеких от теории горения. Именно на эти методы мы хотели обратить внимание читателя, и название книги подчеркивает эту ее особенность: к «теории горения» добавлено определение «математическая». Подчеркнем еще раз, что основной математический факт теории горения заключен в следующем: исходные дифференциальные уравнения молекулярных и макроскопических процессов и химической кинетики имеют непрерывные решения, непрерывным образом зависящие от параметров, начальных и граничных условий. Но при выделении асимптотик возникает скачкообразность решений, их критичность к малому изменению параметров, т.е. характер решения резко изменяется.

Взрывы чаще всего происходят на пожаро- и взрывоопасных объектах, где могут возникнуть условия для образования газо-паровоздушных смесей, пылевоздушных смесей, где в больших количествах применяются углеводородные газы (метан, этан, пропан). Возможны взрывы котлов в котельных, газовой аппаратуры, продукции и полуфабрикатов химических заводов, паров бензина и других компонентов, муки на мельницах, пыли на элеваторах, сахарной пудры на сахарных заводах, древесной пыли на деревообрабатывающих предприятиях.

Могут быть взрывы в жилых помещениях, когда люди забывают выключить газ. Взрывы происходят на газопроводах при плохом контроле за их состоянием и несоблюдении требований техники безопасности при их эксплуатации. К тяжелым последствиям приводят взрывы рудничного газа в шахтах.

Существуют два основных типа взрыва:

1) взрыв конденсированного ВВ

2) объемный взрыв.

1) ВЗРЫВЫ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВВ

Взрывы этого типа вызываются всеми твердыми ВВ и относительно незначительным числом жидких

mirznanii.com

Что такое взрыв? Понятие и классификация взрывов

Что такое взрыв? Это процесс мгновенного преобразования состояния взрывчатого вещества, при котором выделяется значительное количество тепловой энергии и газов, образующих ударную волну.

Взрывчатые вещества представляют собой соединения, обладающие способностью подвергаться изменениям в физическом и химическом состоянии в результате внешнего воздействия с образованием взрыва.

1. Физический – энергия взрыва представляет собой потенциальную энергию сжатого газа или пара. В зависимости от величины внутреннего давления энергии получается взрыв различной мощности. Механическое воздействие взрыва обусловлено действием ударной волны. Обломки оболочки обуславливают дополнительное поражающее действие.

2. Химический – в этом случае взрыв обусловлен практически мгновенным химическим взаимодействием веществ, входящих в состав, с выделением большого количества тепла, а также газов и пара с высокой степенью сжатия. Взрывы подобных типов характерны, к примеру, для пороха. Возникающие в результате химической реакции вещества при нагреве приобретают большое давление. Взрыв пиротехники тоже относится к этому виду.

3. Атомные взрывы представляют собой молниеносные реакции ядерного расщепления или слияния, характеризующиеся огромной мощностью выделяемой энергии, в том числе тепловой. Колоссальная температура в эпицентре взрыва приводит к образованию зоны очень высокого давления. Расширение газа приводит к появлению ударной волны, являющейся причиной механических разрушений.

Понятие и классификация взрывов позволяют правильно действовать в чрезвычайной ситуации.

Тип действия

Взрывчатые вещества по типу действия классифицируются по следующим видам:

• конденсированные;
• объемные.

Первый тип – это такие соединения, которые, будучи при нормальных условиях в твердом или жидком агрегатном состоянии, могут при внешнем воздействии начинать реакцию превращения, сопровождающуюся появлением перегретых паров и газов с образованием устойчивой зоны высокого давления. Резкое расширение газообразной среды приводит к возникновению ударного воздействия. Подобные реакции именуются взрывчатым превращением.

Для начала реакции необходимо придать взрывчатым веществам некоторую начальную энергию механического, теплового, электрического, химического или другого типа.

Группы взрывчатых веществ

Различают три основные группы конденсированных взрывчатых веществ.

	Свойства
I	Особо опасные взрывчатые вещества. Склонны к вступлению в реакцию превращения, малостабильны. Опасность представляют даже в небольших количествах. Примеры: ацетиленид меди (I), трихлорид азота.
II	Первичные взрывчатые вещества. Более стабильны по сравнению с I группой. Легко детонируют от механического или теплового действия извне. Зачастую применяются в детонаторах. Примеры: азид свинца, фульминат ртути (II).
III	Вторичные взрывчатые вещества. Инициация взрыва наступает лишь при сильном внешнем воздействии, например, от детонации. Относительно стабильны и предусматривают длительное хранение, возможно складирование. Примеры: динамит, тротил.
IV	Порох Взрывы очень стабильны, слабо реагируют на внешнее механическое воздействие. Инициируются от тепла. В зависимости от условий окружающей среды могут гореть или взрываться (в случае замкнутого контура).

Отличительные особенности

Взрывы различаются в зависимости от протекающих химических реакций:

1. Разложение характерно для газообразной среды.
2. Окислительно-восстановительные процессы подразумевают наличие восстановителя, с которым прореагирует находящийся в воздухе кислород.
3. Реакция смесей.

К объемным взрывам относят пылевые взрывы, а также взрывы паровых облаков.

Пылевые взрывы

Характерны они для замкнутых запыленных сооружений, таких, как шахты. Опасная концентрация взрывоопасной пыли появляется при проведении механических работ с сыпучими материалами, дающими большое количество пыли. Работа с взрывоопасными веществами предполагает полное знание того, что такое взрыв.

Для каждого типа пыли существует так называемая предельная допустимая концентрация, при превышении которой возникает опасность самопроизвольного взрыва, и измеряется такое количество пыли в граммах на кубометр воздуха. Рассчитанные значения концентрации не являются постоянными величинами и должны корректироваться в зависимости от влажности, температуры и других условий внешней среды.

Особую опасность представляет собой наличие метана. В этом случае существует повышенная вероятность детонации пылевых смесей. Уже пятипроцентное содержание паров метана в воздухе грозит взрывом, за счет чего следует воспламенение пылевого облака и увеличение турбулентности. Возникает положительная обратная связь, приводящая к взрыву большой энергии. Ученых привлекают такие реакции, теория взрыва до сих пор не дает покоя многим.

Безопасность при работе в замкнутом пространстве

При работе в замкнутых помещениях с высоким содержанием пыли в воздухе следует в обязательном порядке придерживаться следующих правил безопасности:

— удаление пыли путем вентиляции;

— борьба с излишней сухостью воздуха;

— разбавление воздушной смеси инертными газам для снижения концентрации взрывчатых веществ.

Пылевые взрывы характерны не только для шахт, но и для зданий, и зернохранилищ.

Взрывы паровых облаков

Представляют собой реакции молниеносной смены состояния, порождающие образование взрывной волны. Случаются на открытом воздухе, в ограниченном пространстве из-за воспламенения горючего парового облака. Как правило, подобное происходит при утечке сжиженного газа.

В целях безопасности рекомендуется тщательно соблюдать следующие меры предосторожности:

— отказ от работы с горючим газом или паром;

— отказ от источников зажигания, способных вызвать искру;

— избегание замкнутого пространства.

Нужно здраво понимать, что такое взрыв, какую опасность он несет. Несоблюдение правил безопасности и неграмотное использование некоторых предметов приводит к катастрофе.

Взрывы газа

Самые распространенные чрезвычайные происшествиями, при которых происходит взрыв газа, случаются в результате неправильного обращения с газовым оборудованием. Важно своевременное устранение и характерное определение. Что значит взрыв от газа? Происходит он из-за неправильной эксплуатации.

Для того чтобы не допустить подобных взрывов, все газовое оборудование должно проходить регулярный профилактический технический осмотр. Всем жителям частных домовладений, а также многоквартирных домов, рекомендован ежегодный ТО ВДГО.

Для снижения последствий взрыва конструкции помещений, в которых установлено газовое оборудование, делают не капитальными, а, наоборот, облегченными. В случае взрыва не возникает больших повреждений и завалов. Теперь вы представляете, что такое взрыв.

Для того чтобы утечку бытового газа было легче определить, в него добавляют ароматическую добавку этилмеркаптан, что обуславливает характерный запах. При наличии такого запаха в помещении необходимо открыть окна, обеспечив поступление свежего воздуха. После чего следует вызвать газовую службу. В это время лучше не пользоваться электрическими выключателями, способными вызвать искру. Строго запрещается курить!

Взрыв пиротехники тоже может стать угрозой. Склад таких предметов должен быть оборудован в соответствии с нормами. Некачественная продукция может нанести вред человеку, который ею пользуется. Все это стоит непременно учитывать.

autogear.ru