Аварии на взрывоопасных объектах. Ядерные взрывы, страница 4

Зона В - опасного загрязнения. Дозы излучения на её границах: внешней D¥=1200 рад; внутренней D¥= 4000 рад. Эта зона занимает примерно 8 – 10% площади следа облака.

Зона Г - чрезвычайно опасного загрязнения. Зона излучения для полного распада на её внешней границе D¥=4000 рад, а в середине зоны D¥=7000 рад.

Характеристики зон (глубина и ширина) приводятся в справочной литературе и учебнике.

3.3.5. Электромагнитный импульс (ЭМИ)

ЯВ в атмосфере приводят к возникновению мощных электромагнитных полей с длинами волн от 1 до 1000 метров. Эти поля ввиду их кратковременного существования принято называть ЭМИ. Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках различной протяжённости, расположенных в воздухе, земле, на технике и других объектах. Наведенные напряжения и токи в линиях связи, радиотехнической и электротехнической аппаратуре могут превосходить номинальные значения и вызывать пробой изоляции, повреждение трансформаторов, сгорания разрядников, порчу полупроводниковых приборов, схем  и т.п.

Высотный взрыв способен создать помехи в работе средств связи на очень больших площадях. Как вывод, отметим, что защита от ЭМИ необходима. Меры защиты от ЭМИ и других поражающих факторов взрывов, необходимые при этом расчёты будут изложены в последующих материалах пособия.

3.3.6. Взрывы газопаровоздушных и пылевоздушных смесей

Взрывы ГПВС и ПВС образуют класс объёмных взрывов. Взрывы ГПВС могут происходить как в помещениях, так и в открытом (неограниченном) пространстве. Взрывы ПВС происходят в замкнутых объёмах (помещениях). Подобные взрывы происходят от искры, если размер облака смеси превышает некоторое критическое значение (минимальный диаметр смеси облака способного детонировать), а энергия искры превышает некоторое пороговое значение. Облако ГПВС в расчётах принимают за полусферу радиуса Ro c центром на поверхности грунта. При взрыве ГПВС в открытом пространстве выделяют 2 зоны: зону действия детонационной волны в пределах всего облака (зона 1, см. рис.3.4); зону действия ВУВ за пределами облака (зона 2). В пределах облака ГПВС (в зоне 1) избыточное давление детонационной волны постоянно и будет определяться конкретной величиной для исходного горючего материала, т.е. теплотой взрыва горючего. Давление на фронте детонационной волны может достигать 2 МПа, а вследствие многократных отражений в помещениях - доходить до 10 МПа.

Для расчёта поражающего действия взрыва определяют параметры детонационной волны и ВУВ.

Взрывы ГПВС (ПВС) в замкнутых объёмах (помещениях) происходят по дефлаграционному механизму (взрывного, возмущенного горения). При точечном зажигании горение в замкнутых объектах идёт послойно с дозвуковой скоростью распространения пламени при повышении температуры до3000оС и давления во всём объеме, поскольку границы помещения не дают возможности расширяться продуктам горения. Поэтому давление нарастает в объеме до максимального значения постепенно. Переход к детонации возможен в протяжённых помещениях за счёт турбулизации смеси (пыли) (например,  в штольнях шахт, конвейерных линиях зернохранилищ и т.п.).

При взрывах гибридных смесей, содержащих газы или пары и пыли, давление определяется суммой давления - для газа (пара) и  - для пыли (аэрозоля), т.е.:

3.3.7. Расчёт основных параметров поражающих

факторов

Взрывы конденсированных ВВ. Ядерные взрывы (упрощенные зависимости)

Полную массу заряда(мощность взрыва) ВВ (ЯВ) принято характеризовать тротиловым эквивалентом, который равен:

[2]

где СТ – тротиловый эквивалент, кг(килотонн, кт; 1кт=1000т); К- коэффициент пересчёта i-го ВВ на тротиловый эквивалент, К= QВВi /QT  - теплоты взрыва данного ВВ и тротила. QT = 2420 кДж/кг (прил. 1); - поправочный коэффициент для наземного взрыва. Мощность взрыва удваивается за счёт формирования полусферической волны и отражения части энергии от земли, а  учитывает расход энергии взрыва на деформацию и выброс грунта (образование воронки) и равна для : стальных плит - 0,95-1 ; 0.85-0.95 - бетона; 0.8 – плотных грунтов; 0.6-0.65 – средних грунтов.

Параметры ударной волны воздушного взрыва определяются её тротиловым эквивалентом по ударной волне, который равен: СУВ=0.5 СТ=0.5 К СВВi.

Избыточное давление DRф, кПа, для свободно распространяющейся сферической ударной волны определяется по формуле

,  кПа,

где:  - приведённое расстояние(высота), м/кг1/3 и равное

 - для воздушного взрыва;

 - для наземного взрыва;

R – расстояние от эпицентра (центра) взрыва до заданного объекта, м.

Удельный  импульс  волны  фазы  сжатия

,

Длительность фазы сжатия , с.

,

Скоростной напор на фронте волны

Избыточное давление в отраженной волне

Коэффициент  отражения

(до 13 при больших давлениях и для протяжённых объектов).

Безопасное расстояние действия ВУВ на людей , где: - для открытой местности и - в укрытиях; , кг -тротиловый эквивалент воздушного или наземного взрыва. Опасным для человека принимается  на откры­том пространстве [23].

Действие волны на объекты с учетом различных экранирующих и отражающих объектов

где: ki - табличные коэффициенты(только для зданий и различных сооружений). При максимальных их значениях

Взрывы подчиняются закону подобия, в основе которого лежит корень кубический из отношений масс зарядов. Если известны и другие параметры ВУВ для заряда массой С1, кг на расстоянии R1, м, то такое же  и др. параметры волны для заряда массой С2 будут на расстоянии R2, т.е.

.

Взрывы (детонация) газопаровоздушных смесей ГПВС в открытом пространстве

а) Параметры детонационной волны

Начальный объем и начальный радиус  полусферического облака ГПВС