4.3. Оцінка інженерної обстановки при дефлаграційних вибухах гппс

У хмарах ГППС, що сформувалися у "відкритому" або слабо "захаращеному" просторі, найбільш вірогідний режим дефлаграційного горіння вуглеводневих газів без ефекту детонації.

При дефлаграційних вибухах швидкість розповсюдження полум'я по речовині менше звукової і може змінюватися в широких межах. Характер зміни надмірного тиску при такому вибуху інший, чим при детонації: його наростання відбувається повільніше і максимальний тиск менший, але тривалість дії більша. Таке вантаження ближче до статичного і може бути небезпечніше для будівельних конструкцій, ніж інтенсивніше, але короткочасне навантаження при детонаційному вибуху.

Визначення розмірів зон руйнувань і надмірного тиску ПУХ на відстані r_i від місця вибуху ГППС проводиться в наступній послідовності:

1. Визначається режим вибухового перетворення хмари ГППС .

2. Визначається надмірний тиск у фронті повітряної ударної хвилі на відстані L від центру вибуху.

Надмірний тиск у фронті повітряної ударної хвилі на відстані L від центру вибуху дорівнює:

(1.2)

Максимальний надмірний тиск Р_мах не залежить від кількості речовини що вибухає і визначається залежністю:

(1.3)

де а₀ - швидкість звуку в повітрі (а₀ = 340 м/с);

 - швидкість розповсюдження полум'я (табл. 7). Радіус хмари згорілих газів при дефлаграційному вибуху L_H визначається наступною залежністю:

(1.4)

де  - ступінь розширення згорілих газів;

G - маса речовини, що бере участь у вибуху, т;

 - коефіцієнт, залежний від виду і способу зберігання речовини

визначається по табл. 1.9;

 - молекулярна маса речовини (табл. 1.3);

С_НПВ нижня концентраційна межа займання суміші, %, (табл.1.3);

С_СТХ - питома концентрація стехіометричної суміші, %, (табл.1.3).

Відстань від центру вибуху до точки з надмірним тиском Р визначається з наступного виразу:

Таблиця 1.9

Вид і спосіб зберігання речовини	
Зріджені під тиском гази	0,4 - 0,6
Гази, що зберігаються при нормальному атмосферному тиску	1
Зріджені шляхом охолоджування гази	0,1
При розтіканні легкозаймистих рідин	0,02 - 0,07

Значення коефіцієнтів В і С залежно від відносної швидкості розповсюдження полум'я в хмарі ГППС  приведені в табл. 1.10.

Таблиця 1.10 - Коефіцієнти В і С для обчислення надмірного тиску у фронті ударної хвилі при дефлаграційному вибуху

	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2
В	0,588	0,567	0,687	0,546	0,467	0,595	0,497	0,362	0,476	0,432	0,257
С	1,146	1,146	1,0	1,048	1,14	1,115	1,002	1,061	1,149	1,09	1,004

Практичні завдання

Варіанти завдання 1

Відбувся вибух ГППС тип вибуху «Детонація». Розрахувати та побудувати межі зон з надлишковим тиском у фронті ударної хвилі 100, 50, 10, 3 кПа (рис.1.1). Вихідні данні для проведення розрахунків представлені в таблиці 1.11

Таблиця 1.11

№ завдання	Речовина		(т)
	Метан	0.4	2.4
	Етан	0.51	1.51
	Бутан	0.44	2.44
	Пропан	0.42	1.42
	Гексан	0.58	3.58
	Етилен	0.43	2.43
	Бензол	0.54	1.54
	Ацетон	0.45	2.45
	Пропилен	0.47	2.47
	Водень	0.5	1.5
	Гексан	0.48	3.25
	Етилен	0.47	2.59
	Бензол	0.46	2.25
	Ацетон	0.41	2.66
	Пропилен	0.52	2.13
	Метан	0.51	2.65
	Етан	0.48	2.22
	Бутан	0.49	2.15
	Пропан	0.47	2.26
	Бензол	0.51	2.36
	Ацетон	0.48	2.55
	Пропилен	0.49	2.59
	Метан	0.56	2.32
	Етан	0.41	2.65
	Пропилен	0.45	2.68
	Водень	0.56	2.55
	Гексан	0.43	2.03
	Етилен	0.41	2.58
	Бензол	0.42	2.84
	Ацетон	0.54	2.35
	Пропилен	0.57	2.86
	Метан	0.57	2.12
	Етан	0.42	2.64
	Бензол	0.52	2.62
	Ацетон	0.51	2.34

Рис.1.2

Варіанти завдання 2

Відбувся вибух ГППС (тип вибуху «Дефлаграція»). Розрахувати та побудувати межі зон з надлишковим тиском у фронті ударної хвилі 40, 10, 3 кПа (Рис.1.3). Вихідні данні для проведення розрахунків представлені в таблиці 1.12.

Таблиця 1.12.

№ завдання	Речовина	м/с	(т)
	Метан	200	2.4	0.4
	Етан	250	1.51	0.45
	Бутан	220	2.44	0.5
	Пропан	240	1.42	0.55
	Етилен	180	2.43	0.42
	Бензол	205	1.54	0.52
	Ацетон	210	2.45	0.44
	Пропилен	246	2.47	0.54
	Водень	257	1.5	0.46
	Бутан	230	1.44	0.53
	Пропан	240	1.45	0.57
	Етилен	280	2.53	0.47
	Метан	225	2.49	0.42
	Етан	230	2.51	0.41
	Бутан	228	2.2	0.53
	Пропан	247	2.12	0.51
	Ацетон	215	1.45	0.44
	Пропилен	236	1.47	0.54
	Водень	217	1.8	0.46
	Бутан	224	1.8	0.53
	Пропан	240	2.15	0.51
	Етилен	221	1.52	0.47
	Метан	205	1.49	0.47
	Етан	200	1.51	0.46
	Бутан	185	2.2	0.58
	Пропан	203	1.72	0.53
	Ацетон	195	2.05	0.47
	Пропилен	212	1.47	0.6
	Водень	217	1.98	0.56
	Етан	220	2.23	0.48
	Бутан	238	2.16	0.56
	Пропан	213	1.14	0.52
	Ацетон	203	2.15	0.47
	Пропилен	213	1.87	0.51
	Бутан	204	1.93	0.44

Рис.1.3.