- •Лабораторная работа №2 Исследование параметров взрыва газопаровоздушных смесей (гпвс)
- •Примеры задания на выполнение работы.
- •Приложение
- •Критические параметры некоторых газов
- •Концентрационные пределы (%, об) детонации и воспламенения гпвс
- •Характеристики некоторых гпвс
- •Минимальная энергия инициирования Еmin некоторых гпвс
- •Коэффициенты в выражении для определения времени образования облака при естественном разливе
- •Параметры взрыва некоторых топливовоздушных смесей (твс) по результатам эксперимента [1]
- •Характеристики стойкости сооружений к действию избыточного давления
Лабораторная работа №2 Исследование параметров взрыва газопаровоздушных смесей (гпвс)
Цель работы - оценка эффективности действия объемно-детонирующего боеприпаса.
Исходные данные: тип горючей компоненты, масса горючей компоненты q, способ снаряжения (хранения) , тип цели (точечная, площадная, линейная), уровень защищенности цели.
Таблица 2.1
Примеры задания на выполнение работы.
№ |
Группа А153 |
Компонент ГПВС |
Цель |
Размеры, м, |
|
|
Этилен, С2Н4 |
Подводная лодка |
150*30 |
|
|
Пропан, С3Н8 |
Подводная лодка |
150*30 |
|
|
Пропилен, С3Н6 |
Нефтехранилище |
50*50 |
|
|
Пентан, С5Н12 |
Нефтехранилище |
50*50 |
|
|
Ацетилен С2Н2 |
Вертолет на площадке |
25*5 |
|
|
Винилхлорид С2Н2Сl |
Вертолет на площадке |
25*5 |
|
|
Этан, С2Н6 |
Корабль |
120*40 |
|
|
Бензол, С6Н6 |
Корабль |
120*40 |
|
|
Дивинил С4Н6 |
Промышленное здание |
100*50 |
|
|
Метанол СН4О |
Промышленное здание |
100*50 |
Тип горючей компоненты, ее характеристики, характеристики ГПВС на ее основе назначаются из таблиц 1-6 (характеристики некоторых ГПВС), характеристики цели - из таблицы 7 (цель), приведенных в “Приложении”.
Порядок выполнения работы.
1. Определить и обосновать
-
диапазон исследования,
-
массу горючей компоненты необходимой для уничтожения заданного объекта,
-
размеры образующегося облака ГПВС при разрыве резервуара,
-
размеры образующегося облака ГПВС при искусственной диспергации;
2. Построить графики:
-
изменения избыточного давления во фронте ударной волны за пределами облака, при разной массе горючей компоненты ГПВС (q-20%, q-10%, q, q+10%, q+20%)
-
импульса в функции массы горючей компоненты ГПВС q и расстояния R от места подрыва,
-
скоростного напора за фронтом ударной волны,
-
изменения избыточного давления в фиксированной точке пространства и скоростного напора во времени
-
приветствуется сводный трехмерный график P=P(R,t) q=const=зад
2. Рассчитать любым известным методом (курс КОТР) радиус поражения объекта исходя из формулы Садовского при известном q и защищенности цели, сравнить массу горючей компоненты ГПВС с массой заряда из лабораторной работы №1.
3. Рассчитать любым известным методом (курс КОТР) массу горючей компоненты необходимый для поражения объекта исходя из формулы Садовского (известна защищенность цели и расстояние).
4. Найти параметр, показывающий эффективность уничтожения объекта (обобщенный параметр учитывающий R, q, $, принять что стоимость 1кг ВВ= 3 у.е. стоимость доставки в нужную точку =5 у.е. за метр), рассмотреть способы его увеличения, обосновать и рассчитать (1 итерация по п.1,2,3)
5. Рассчитать условный координатный закон поражения цели для оптимального заряда из пункта 4.
6.Сравнить полученные результаты с результатами, полученными при выполнении первой лабораторной работы для одних и тех же масс горючей компоненты и КВВ.
7. Провести анализ полученных результатов и дать им обоснованное толкование.
Внимание! У Вас есть возможность воспользоваться результатами выполнения предыдущей.
В приведенных ниже формулах:
- плотность продуктов детонации, кг/м3;
Qm,стх – теплота взрыва единицы массы смеси стехиометрического состава, МДж/кг;
Qv,стх- теплота взрыва единицы объема смеси стехиометрического состава, МДж/кг;
kстх- показатель адиабаты продуктов детонации;
- молекулярная масса горючей компоненты;
Сстх – объемная концентрация смеси стехиометрического состава;
D – скорость распространения детонационной волны, м/с;
- избыточное давление детонационной волны, МПа.
Сстх - объемная концентрация смеси стехиометрического состава;
qг - масса горючей компоненты;
- коэффициент, равный 1 для газов при атмосферном давлении; 0.5 – для газов, сжиженных под давлением; 0.1 – для газов сжиженных охлаждением; 0.02-0.07 – при растекании легковоспламеняющихся жидкостей;
V-объем жидкого продукта, м3;
- отношение плотностей жидкости и парового облака при расширении его объема с предельным радиусом Rс, соответствующего атмосферному давлению;
- время образования парового облака при естественном разливе, с;
а - скорость звука, с которой смещается внешняя граница облака до значения , м/с; k- доля быстро испарившейся жидкости в адиабатическом режиме при температуре Т, 0С.
, значения c и d для некоторых ГПВС приведены в табл. 4
“Приложения”;
QT – теплота взрыва тротила, Дж/кг;
p0 – атмосферное давление, Па;
- показатель адиабаты;
Используемые формулы:
-
- скорость детонации ГПВС;
-
- объем полусферического облака испарившейся горючей компоненты при естественном разливе;
-
- объем облака ГПВС при искусственном диспергировании горючей компоненты; a,b,c - размеры главных осей эллипсоида, моделирующего облако;
Рекомендуется: процентное содержание горючей компоненты в облаке при искусственной диспергации брать, ориентируясь на данные таблиц 2,4,6 «Приложения»;
-
- масса газового облака;
-
- время образования парового облака при естественном разливе;
-
- максимум давления на фронте детонационной волны;
-
- падение давления в детонационной волне;
-
- время полной детонации облака;
-
- тротиловый эквивалент наземного взрыва;
-
, - значение параметра , необходимого для расчета начального радиуса облака;
-
- начальный радиус облака, определяемый для расчета параметров на границе облака, м;
-
; - относительные параметры, используемые при расчете импульса и параметров ударной волны;
-
- соотношение для определения импульса на границе облака;
-
- импульс в пределах облака и на его границе;
-
- эффективное время действия фазы сжатия ударной волны на границе облака;
-
- изменение избыточного давления во времени для детонационной волны;.
-
- относительное расстояние за пределами облака, на котором рассчитываются параметры ударной волны;
-
- соотношение для определения давления – функции расстояния (значения параметров за пределами облака);
-
- максимальное избыточное давление при наземном и приземном взрывах;
-
- соотношение для определения импульса за пределами облака;
-
- импульс за пределами облака;
-
- эффективное время действия фазы сжатия ударной волны;
-
=2.5 - давление нормального отражения от вертикальной преграды при .