 |
2.2. Общие понятия о взрыве
|
|
|
|
Взрыв – быстрое химическое превращение среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов. Быстрое выделение энергии, в свою очередь, приводит к разогреву, движению и сжатию продуктов взрыва и окружающей среды, возникновению интенсивного скачка давления, разрушению и разбрасыванию. В окружающей среде образуется и распространяется особого рода возмущение – так называемая ударная волна. Полное количество выделившейся при взрыве энергии определяет масштаб явления, объемы и площади, охваченные разрушением. Концентрация энергии (энергия в единице объема) определяет интенсивность разрушений в очаге взрыва.
При взрыве исходная потенциальная энергия, как правило, вначале превращается в энергию нагретых сжатых газов, которая, в свою очередь, при расширении газов переходит в энергию движения, сжатия, разогрева среды. Часть энергии остается в виде внутренней (тепловой) энергии расширившихся газов.
К основным видам исходной энергии взрыва относятся:
1) химическая энергия (на атомно-молекулярном уровне);
2) атомная или ядерная энергия – удельная энергия (энергия на единицу веса) при ядерных взрывах в 107... 108 раз выше (в 10... 100 миллионов раз) удельной химической энергии;
3) электрическая энергия – взрыв может возникнуть при искровом разряде или быстром разряде через тонкую проволоку; молния является примером подобного рода взрыва в природе;
4) кинетическая энергия движущихся тел – при соударении тел, движущихся с большими скоростями, может внезапно выделиться тепловая энергия достаточная для превращения части вещества в нагретый сжатый газ, что приводит к взрыву. Подобного рода взрывы возникают при падении крупных метеоритов;
|
|
|
5) энергия сжатых газов – это взрыв баллонов со сжатыми газами (паровых котлов) – часть энергии – энергия перегретой жидкости. Примерами являются вулканические взрывы;
6) внезапный переход потенциальной энергии упругих деформаций в энергию движения среды представляет собой потенциальный взрыв, протекающий без какого-либо участия сжатых газов. Большинство землетрясений являются взрывами такого типа.
Наиболее изученными и имеющими важнейшее практическое значение являются взрывы, связанные с внезапным выделением химической энергии, возникающие при весьма быстром химическом превращении с выделением теплоты и образованием нагретых сжатых газов.
К ним относятся взрывы: взрывчатых веществ (ВВ), жидких и твердых топлив, взрывчатых газовых смесей, которые могут возникнуть при определенной концентрации компонентов пылевоздушных и пылекислородных смесей.
Наиболее характерные последствия взрывов.
1. Разрушение зданий, сооружений и оборудования, коммунальных и энергетических сетей и др. элементов объектов.
2. Поражение (гибель, ранения, ожоги, отравления, облучения) персонала и населения близлежащих районов.
3. Отрицательное воздействие на природную окружающую среду (химические, радиоактивные и другие виды заражения водоемов, атмосферы, почв).
Общепринятая классификация взрывов отсутствует. В качестве одного из вариантов представлена следующая классификация взрывов.
1. Природные взрывы:
· молнии;
· вулканы;
· метеориты.
2. Преднамеренные взрывы:
· ядерные взрывы;
· взрывы конденсированных ВВ:
− промышленных ВВ;
− военных ВВ;
− пиротехнических ВВ;
· взрывы топливно-воздушных облаков;
· ружейные и пушечные взрывы (у дульного среза);
· электрические искры;
· лазерные искры;
· взрывы в замкнутых объемах, например, исследовательские взрывы газов и пылевзвесей, а также взрывы в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания.
|
|
|
3. Случайные взрывы:
· взрывы конденсированных ВВ:
− в непрочной оболочке или без нее;
− в прочной оболочке;
· взрывы при горении в замкнутом объеме без избыточного давления газов и паров, а также пылевзвесей;
· взрывы емкостей с газом под давлением:
− при простых авариях (нереагирующие газы);
− при горении (при выходе из под контроля реакции);
· взрывы емкостей с перегретой жидкостью (BLEVE):
– при внешнем нагреве;
– с горением после аварии;
– без горения после аварии;
– при выходе из под контроля химической реакции;
· взрывы неограниченного облака паров;
· физические взрывы.
4. Теоретические модели взрывов:
· идеальный точечный источник:
− в идеальном газе;
− в реальном газе;
· автомодельный источник (источник с бесконечно большим энергетическим давлением);
· сфера с мгновенным энерговыделением (взрывающаяся сфера);
· сфера с плавным энерговыделением;
· поршень:
− с постоянной скоростью;
− ускоряющийся;
− с конечным ходом;
· волна энерговыделения:
− при горении с постоянной скоростью;
− при детонации;
− при ускоряющемся пламени;
− при пламени, распространяющемся к центру источника.
Все аварии категорируются в зависимости от характера и масштабов разрушения, а также от величины причиненного материального ущерба.
К первой категории относятся аварии с наибольшими разрушениями и материальным ущербом, в том числе взрывы и пожары, приводящие к полному или частичному выводу из строя производств, на восстановление которых требуются специальные ассигнования, выделяемые Министерствами.
Ко второй категории относятся аварии, приводящие к выходу из строя основного и вспомогательного технологического оборудования, повреждению инженерных сооружений, в результате которого прекращается выпуск продукции и для восстановления производства необходимы затраты более нормативной суммы амортизационных отчислений на плановый капитальный ремонт объектов этого производства, но не требуется специальных ассигнований.
Локальные взрывы, воспламенения и пожары, вызвавшие небольшие разрушения, относят к авариям третьей категории и рассматривают как производственные неполадки.
Такое категорирование аварий принято в официальной нормативной документации и необходимо для назначения соответствующих комиссий по расследованию.
|
|
|
