Повна версія

Головна arrow БЖД arrow Безпека в галузі та надзвичайних ситуаціях

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Оцінка рівня впливу вибуху за тротиловим еквівалентом

Для оцінки рівня впливу вибуху на об'єкти необхідно знати масу речовини, що вибухнула. Однак кожна вибухова речовина має різні характеристики. Щоб зробити підхід до оцінки наслідків різних вибухів єдиним, прийнято це робити через тротиловий еквівалент. Тротиловий еквівалент являє собою таку масу тротилу Мт, при вибуху якої виділяється стільки ж енергії, скільки її виділиться при вибуху заданої кількості конкретного пального або вибухової речовини. Значення тротилового еквівалента, кг, визначається для конденсованих вибухових речовин за співвідношенням:

(4.2)

де МВР – маса конденсованої вибухової речовини, кг;

k1 – коефіцієнт приведення даної вибухової речовини до тротилу, який може бути прийнятий за табл. 4.2.

Таблиця 4.2

Значення коефіцієнта приведення конденсованих ВР до тротилу k1

Конденсована вибухова речовина

Коефіцієнт приведення k1

Тротил (тринітротолуол)

1,00

Тритонал

1,53

Гексоген

1,30

ТЕН (тетранітропентаерітрит)

1,39

Аммонал

0,99

Порох

0,66

ТНР (тринітрорезорцинат свинця)

0,39

Тетрил

1,15

Тротиловий еквівалент вибуху парогазового середовища Мт, кг, що визначається за умовами адекватності характеру і ступеня руйнування при вибухах парогазових хмар, а також твердих і рідких хімічно нестабільних сполук, може бути розрахований за такими формулами:

1) для парогазових середовищ

(4.3)

де 0,4 – частка енергії вибуху парогазового середовища, що витрачається безпосередньо на формування ударної хвилі;

  • 0,9 – частка енергії вибуху ТНТ, що витрачається безпосередньо на формування ударної хвилі;
  • (}н – нижча теплота згоряння горючого середовища, що вибухає, кДж/кг;
  • (іт – питома енергія вибуху ТНТ, кДж/кг. При розрахунках її приймають (}т = 4520 кДж/кг;

Мпг – маса парогазових речовин, що беруть участь у вибуху, кг; визначають за формулою (4.1);

2) для твердих і рідких хімічно нестабільних вибухонебезпечних сполук

(4.4)

де Мнс – маса твердих і рідких хімічно нестабільних сполук, кг;

QHC – питома енергія вибуху твердих і рідких хімічно нестабільних сполук, кДж/кг.

NON MULTA, SED MULTUM

Тринітротолуол (ТНТ, тротил, тол) – хімічна речовина з формулою C6H2(N02)3CH3. Це тверда речовина жовтого кольору, що використовується в хімії у якості реактиву, але найбільш відома як потужний вибуховий матеріал із зручними для використання властивостями. Бомба, зроблена з ТНТ, розглядається як стандартна міра сили вибуху інших вибухових речовин. Через токсичність продуктів вибуху, в СІЛА, приміром, тротил в промисловості і гірській справі не застосовують із початку 1990-х. Тринітротолуол був отриманий в 1863 році німецьким хіміком Юліусом Вільбрандом.

Сама по собі енергія вибухової речовини невелика. При вибуху 1 кг тротилу виділяється в 6...8 разів менше енергії, ніж при згорянні 1 кг вугілля, але ця енергія при вибуху виділяється в десятки мільйонів разів швидше, ніж при звичайних процесах горіння. Крім того, вугілля не містить окислювача.

Вирази (4.1)...(4.4) складені для вибуху, при якому ударна хвиля поширюється на усі сторони від точки вибуху безперешкодно, тобто у вигляді сфери. Дуже часто на практиці вибух, особливо конденсованих вибухових речовин, відбувається на деякій поверхні, наприклад на землі. При цьому ударна хвиля поширюється в повітрі у вигляді напівсфери. Вся енергія, що виділилася при вибуху, поширюється в усі сторони в межах напівсфери і, отже, значення маси речовини, що вибухає, начебто подвоюється (в певних випадках можна говорити про складання прямої і відбитої хвилі).

Для вибуху на не абсолютно твердій поверхні, наприклад на ґрунті, частина енергії витрачається на утворення воронки. Врахування цієї витрати виконується за допомогою коефіцієнта к2, значення якого наведені в табл. 4.3. Чим менше підстилаюча поверхня дозволяє витрачати енергію на утворення воронки, тим ближче значення коефіцієнта к2 до 1. Інший граничний випадок відповідає ситуації, коли підстилаюча поверхня безперешкодно пропускає енергію вибуху, наприклад, при вибуху в повітрі. У цьому випадку значення коефіцієнта к дорівнює 0,5.

Таблиця 4.3

Значення коефіцієнта k2, що враховує характер підстилаючої поверхні

Поверхня

Коефіцієнт k2

Метал

1,0

Бетон

0,95

Асфальт

0,9

Дерево

0,8

Грунт

0,6

З урахуванням викладеного вище і формули (4.2), значення Мт в загальному випадку, коли вибух конденсованої вибухової речовини відбувається на поверхні, може бути визначено за формулою:

(4.5)

ПРИКЛАД.

На поверхні землі у відкритий простір стався вибух 2 кг конденсованої вибухової речовини гексогену. Визначити тротиловий еквівалент вибуху.

Розв'язання.

  • 1. Тротиловий еквівалент для вибуху конденсованої вибухової речовини може бути визначений за формулою (4.5) з урахуванням пояснень, зроблених для формул (4.1)... (4.4).
  • 2. Знаходимо за табл. 4.2 для гексогену к1 = 1,3; за табл. 4.3 для підстилаючої поверхні з ґрунту = 0,6.
  • 3. Тоді маса тротилового еквіваленту становитиме, кг:

 
<<   ЗМІСТ   >>