Теоретическая часть. Взрыв – это химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением тепловой энергии с образованием сжатых газов

Взрыв – это химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением тепловой энергии с образованием сжатых газов, способных производить работу.

В результате взрыва взрывоопасная смесь, заполняющая объем, в котором произошло выделение энергии, превращается в сильно нагретый газ с высоким давлением. Этот газ с большой силой воздействует на окружающую среду, вызывая образование взрывной волны. Разрушения, вызванные взрывом, обусловлены действием взрывной волны. По мере удаления от места взрыва механическое воздействие взрывной волны ослабевает.

Основными параметрами, характеризующими опасность взрыва, являются:

- давление на фронте ударной волны;

- максимальное давление и температура взрыва;

- средняя и максимальная скорость нарастания давления при взрыве;

- дробящие или фугасные свойства взрывоопасной среды.

Опасными и вредными факторами, воздействующими на людей в результате взрыва, являются:

- ударная волна, на фронте которой давление превышает допустимое значение;

- пламя и пожар;

- обрушение оборудования, коммуникаций, конструкций зданий и сооружений и разлетание их осколков;

- образование при взрыве или выход из поврежденных аппаратов содержащихся в них вредных веществ и содержание этих веществ в воздухе в количествах, превышающих предельно допустимые кон­центрации.

Все горючие газы и пары легковоспламеняющихся жидкостей в смеси с воздухом или другими окислителями способны образовать взрывоопасные смеси.

Взрывоопасность горючих газов и паров характеризуется концентрационными пределами распространения пламени.

Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени (воспламенения) - минимальное (максимальное) содержание горючего вещества (выраженное в объемных долях, %) в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

Инициирование горения газовой смеси в одной точке приводит к нагреву близлежащих слоев. В них также начинается химическое превращение. Сгорание этих слоев влечет за собой инициирование горения следующих и т.д. до полного выгорания горючей смеси. Таким образом, при зажигании горючая смесь сгорает послойно. Зона горения перемещается по смеси, обеспечивая распространение пламени.

Рисунок 1 Схема установки для определения концентрационных пределов распростране­ния пламени газовоздушных смесей

1- бюретка; 2,7- аспираторы; 3,4,5,8,9- краны для ввода таза, воздуха, перекачки смеси и вывода воздуха или продуктов взрыва; 6- взрывная трубка; 10- элек­троды: 11- резиновая камера с испытуемым газом

Установка состоит из двух частей:

- устройство для приготовления газовоздушной смеси;

- устройство для производства взрыва смеси.

Устройство для приготовления газовоздушной смеси состоит из бюретки 1 объёмом 100 мл, соединённой с заполненным водой аспиратором 2, посредством пробки и резинового шланга. Верхний конец бюретки соединён с кранами 3, 4 и 5, предназначенными соответственно для ввода испытуемого газа, воздуха и перекачки газовоздушной смеси во взрывную трубку 6.

Устройство для взрыва газовоздушной смеси состоит из взрывной трубки 6 и заполненного водой аспиратора 7, соединённых между собой резиновым шлангом. Взрывная трубка изготовлена из стекла. Верхнее и нижнее отверстия трубки закрыты резиновыми пробками. При повышении давления в результате взрыва газовоздушной смеси пробки вылетают, т.е. выполняют роль предохранительных клапанов. Снаружи взрывная трубка ограждена предохранительным экраном из органического стекла.

В верхнюю пробку взрывной трубки вставлен тройник, два штуцера которого имеют краны 8 и 9, предназначенные соответственно для ввода газовоздушной смеси и выпуска воздуха или продуктов взрывного горения. В газовое пространство взрывной трубки введены электроды 10, между которыми создаётся искровой разряд, являющийся источником зажигания. Для создания разряда применён высоковольтный индуктор.