ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Действие конденсированных ВВ из "Основные опасности химических производств" Приводимые случаи относятся к взрывам в воздухе, на поверхности земли или около нее. Взрывы, которые происходят в воде или на большой высоте, могут значительно отличаться по своему действию от тех, которые описаны ниже. [c.249] В этом подразделе рассматриваются взрывы первичных и вторичных ВВ, но не метательных ВВ. Детонация может инициироваться в случае первичных ВВ ударом или трением, а в случае вторичных - детонацией первичных ВВ, находящихся в контакте со вторичными ВВ. [c.249] Хотя не разработано практических методов обкладки конденсированного ВВ для сохранения его начального объема, прочная оболочка будет временно сдерживать начальное давление и передавать давление к детонирующему веществу и, таким образом, усиливать детонацию. Взрывная волна после этого будет распространяться по всей массе вещества. Существует критический диаметр заряда, меньше которого детонация распадается. Этот диаметр составляет 2 - 7 мм в зависимости от ВВ и его плотности. Ео ш диаметр больше, скорость детонации может составлять 5 - 9 км/с в зависимости от ВВ [Stull,1977 Baker, 1983]. Первоначально образовавшиеся газы так сильно сжимаются, что законы идеального газа становятся неприменимыми к ним. Взрывы происходят настолько быстро, что химическое равновесие между продуктами реакции не успевает устанавливаться. [c.249] Взрыв первоначально образует огневой шар с температурой свыше 2000 °С и начальным давлением, которое теоретически может достигать 20 - 40 ГПа, или 200 - 400 тыс. бар [Baker, 1983]. [c.249] По-видимому, взрыв вулкана Кракатау является примером одного из наиболее крупных случаев физической детонации - см. примечание к разд. 10.3.3. Этот взрыв происходил в результате взаимодействия расплавленной лавы с морской водой. - Прим. ред. [c.249] Для 1 т ВВ обьем воронки составляет 60 м . [c.250] О = Уб-у0-25 Следовательно, для массы 1 т О я 16,7 м. [c.250] Ударная волна рассматривается в книге [Вакег,1973], поэтому все, что изложено ниже, в отличие от этой работы затрагивает только самые простейшие вопросы. На рис. 10.1 показана форма идеальной ударной волны. Из рисунка видно, что существует положительная фаза (с избыточным давлением),за которой следует отрицательная фаза (с разрежением). По общему мнению, алгебраическая сумма интегралов двух фаз равна нулю. Разрежение составляет только (иначе не может быть) долю от атмосферного давления из этого следует, что если избыточное давление превышает, например 1 атм, то для того, чтобы импульсы положительной и отрицательной фазы были алгебраически равны, длительность отрицательной фазы должна превышать длительность положительной фазы, т. е. [c.250] Обозначения те же, что и на рис. 10.1. [c.250] Были предприняты попытки получить функции, которые связывали бы амплитуду со временем. Эти функции рассматриваются в работе [Вакег,1973], но, по-видимому, здесь приводить их не уместно. Бейкер отмечает, что в большинстве работ рассматривается положительная фаза. Широко распространено убеждение, что поражающее действие ударной волны обусловлено действием положительной фазы, а вклад отрицательной фазы несуществен. На практике оказывается, что после прохождения отрицательной фазы могут возникнуть повторные положительная и отрицательная фазы более низкой и быстро спадающей амплитуды. [c.251] Если избыточное давление измерять датчиком, ориентированным под углом 90° к направлению распространения взрывной волны, то тогда измеренный физический параметр следует называть избыточным давлением отраженной волны. Оно может иметь значение, в 2 - 8 раз превышающее избыточное давление проходящей волны. Избыточные давления в отраженной ударной волне более подробно рассматриваются в последующей главе, в разделе, посвященном описанию сопротивления зданий действию ударной волны. В тех случаях, когда термин избыточное давление используется без пояснений, подразумевается избыточное давление в проходящей волне или максимальное избыточное давление. [c.252] Так как величина М относится к массе стандартного ВВ, для других ВВ можно использовать массу ТНТ-эквивалента (в соответствии с энергосодержанием ВВ). Закон Хопкинсона выдержал проверку временем и успешно применяется даже для термоядерных взрывов [01а551опе,1980]. Диапазон масс, таким образом, включает массы от 100 г до 20 Мт (в ТНТ-эквиваленте). [c.252] Соотношение между избыточным давлением и расстоянием интенсивно исследуется, главным образом для военных целей. Применение закона Хопкинсона дает возможность получить это соотношение в виде, независимом от массы заряда, что достигается посредством нанесения данных по избыточному давлению и приведенного расстояния на график значение приведенного расстояния рассматривается выше. [c.252] Можно подчеркнуть, что существуют большие расхождения в экспериментальных результатах и что график представляет соотношения наилучшего согласия . [c.253] Импульс ударной волны является функцией как избыточного давления, так и времени. Однако, когда рассматривается потенциал разрушения, можно доказать, что важно не только избыточное давление, но и длительность. Согласно закону подобия Хопкинсона, для любого данного взрыва длительность и, следовательно, импульс устанавливаются для заданного уровня избыточного давления. В принципе это может не быть справедливым для всех ВВ, но для конденсированных ВВ нет, по-видимому, больших вариаций. [c.253] Взрывы как основные опасности химических производств могут быть описаны посредством потенциала разрушения. Разрушение можно предсказать по теории, но вследствие накопленных обширных исторических данных об происшедших аварийных взрывах и результатах исследований, выполненных главным образом для военных целей, рассмотрение, приводимое ниже, почти полностью основано на данных, полученных из практики. Опираясь на практические сведения и закон подобия Хопкинсона, можно прогнозировать вероятную степень разрушения для любого заданного радиуса поражения при взрыве эквивалентного количества ТНТ. [c.254] Как и в случае неживых объектов, человек, попав в ближнюю зону действия взрыва, например в зону радиуса воронки, образованной зарядом ВВ, может буквально разорваться на части. В случае небольшого заряда (массой 1 кг или менее) возможно ограниченное увечье, как это происходит в случае, когда человек подрывается на мине. Существует, однако, различие между военными взрывами и типом взрывов, происходящих в химической и перерабатывающей промышленности. Боеприпасы военных ВВ специально конструируются как противопехотное средство, и в этом случае они разрываются на осколки, воздействие которых будет смертельным на расстояниях, превышающих расстояния смертельного действия самого взрыва. Примером этого может служить бомба типа Mills или ручная граната, которая по форме похожа на ананас и сконструирована так, чтобы при разрыве распадаться на мелкие части. Каждый такой осколок несет в себе потенциальную смерть. Однако взрыв, например в барабане котла, также может приводить к образованию осколков. Число таких осколков будет незначительно, а их форма с точки зрения аэродинамики будет неблагоприятной. Тем не менее такие осколки часто оказываются смертельными. [c.254] Вернуться к основной статье