Аварии на взрывоопасных объектах. Ядерные взрывы, страница 6

3. В расчетах теплового излучения необходимо помнить, что при наземных взрывах поток излучения, достигающий объекта (мишени), будет реально меньше расчетного на 25-50% в силу его затенения, поглощения (отражения) различными местными предметами. Реальное его значение близко к тепловому потоку от воздушных взрывов, хотя мощность  наземного взрыва примерно в два раза больше мощности воздушного взрыва.

Б. Дефлаграционные взрывы (взрывное сгорание смесей)

Облака  ГПВС, переобогащенные топливом, не детонируют, а интенсивно горят, образуя огненный шар.

Радиус огненного шара и время его существования

,

где C - масса испарившегося вещества, кг; -коэффициенты, которые достаточно близки для жидких ракетных топлив и сжиженных газов

Температура огненного шара T=2500К - для ракетных топлив и T=1350К - для горючих газов.

Тепловой поток ,

где  -константы.

Тепловая доза (тепловой импульс) Q=qt или Q=qtош.

Опасным для человека является (первая степень ожога). Для небольших огненных шаров, образуемых при взрывах пропана, пентана, октана в воздухе (С£10 кг А2=1,07, b=0,181 в формуле для tош.

5. Расчет параметров осколков

Осколки при взрывах делятся на первичные (фрагменты материала, емкости, оболочки) и вторичные, возникающие под действием ударной волны на различные объекты. Начальная скорость первичного осколка, м/с: ,

где Q принимается из значения:

Qm – удельная теплота взрыва конденсированных ВВ;

Qmстх – удельная теплота взрыва ГПВС, находящейся без избыточного давления;

Q  = (Qmстх + DP/(g - 1)) –полная энергия смеси взрывоопасного газа, находящегося под давлением;

Q  = DP/(g - 1) – энергия инертного газа, находящегося под избыточным давлением.

b=С/m. В зависимостях: С - масса заряда, кг; Q - удельная теплота взрыва, Дж/кг; m– масса оболочки, кг;

.

Здесь:  - плотность газа при нормальных условиях, кг/м3- плотность газа в емкости, кг/м3; g - показатель изентропы (табличная величина);- избыточное давление в емкости, Па; Р –внутреннее давление в емкости, Па;  - атмосферное давление. DР = Р – Р0.

Радиус разлета осколков , м,

 где H - высота центра взрыва, м; g - ускорение свободного падения, м/с2.

Пороговая скорость осколка массой m, кг, по критерию тяжелого ранения человека  , м/с

Примечание: аварийные взрывы емкостей с ГПВС под внутренним давлением изложены в других пособиях.

6. Расчет параметров проникающей радиации (ПР) ЯВ

Поражающее действие ПР определяется суммированием для облучения, получаемых от g- излучения (Dg) и нейтронов (n0) - Dn0

Dсум = D g+ Dn0 , рад.

Поток нейтронов   

где  Фn0 –  поток нейтронов, n02; С – мощность ЯВ, кт;

R – расстояние от центра  взрыва до заданной точки, м.

Мощность дозы мгновенного гамма – излучения

 рад/ч

Доза осколочного гамма - излучения

рад

Доза захватного гамма – излучения

 рад

Доза мгновенного гамма – излучения

 рад                 (3.6)

Суммарная доза гамма – излучения ПР

Dg = Dоск + Dзах + Dмгн,  рад                                  (3.7)

Замечание к формуле (3.6). Доза мгновенного гамма – излучения за ничтожное малое время (доли микросекунд) мала. Ее значением можно пренебречь. Но мощность дозы этого излучения достигает больших величин по сравнению с осколочным и захватным.

Более строгое значение Dg (3.7) будет Dg = Dоск + Dзах + 5Р1t1, т.е. с учетом максимальной дозы облучения после взрыва.

7. Расчет параметров электромагнитного импульса

ЯВ

Напряженность электрического поля, создаваемая ЭМИ

  и

где ЕГ и ЕВ – напряженности горизонтальной и вертикальной составляющих электрического поля, В/м; R – расстояние от центра взрыва, км; С - мощность ЯВ, кт.

Напряжение, наводимое ЭМИ в горизонтальных (UГ) и вертикальных (UВ) проводах

UГ  = ЕГ ×lГ  и  UВ = 500 UГ = 500ЕГ ×lВВ

lГ и lВ – максимальная длина горизонтальных и вертикальных не экранированных проводов, м.

3.4. Оценка воздействия взрывов на людей и различные

объекты

Достоверно оценить воздействия взрыва на объекты весьма сложно. При оценке воздействия взрыва необходимо учитывать: мощность и положение центра взрыва; ориентацию объекта к центру взрыва; возможную экранировку и затенение объекта от различных препятствий; характеристику объекта, его геометрию, массовые,  инерционные, жесткостные, прочностные и др. параметры его конструкций, а также периоды собственных колебаний зданий и сооружений.

Подобная оценка выходит за рамки программного обучения и в пособии не рассматривается.

Для приближенной оценки степени повреждения (поражения) объекта используют обобщенные экспериментальные данные и результаты анализа прошлых аварий. При приближенной оценке чаще всего используют только один параметр поражающего фактора взрыва (допустим, только  ,, I или Q), хотя реально на любой объект одновременно действует несколько поражающих факторов, каждый из которых имеет свои конкретные значения параметров.

Для оценки воздействия взрыва на любой объект надо решить две задачи. Необходимо, во-первых, установить (расчетом или измерением) величины параметров поражающих факторов взрыва.

Во-вторых, установить степень разрушения (поражения) объекта по выбранным критериям оценки путем сравнения их расчетных величин с табличными данными.

3.4.1. Действие ударной волны на объекты

Ударная волна вызывает разрушения или повреждения зданий городской застройки, промышленных зданий и сооружений, систем электро, - газо,- водоснабжения, транспортных средств, различного оборудования, механизмов и др. объектов. Различают четыре степени разрушений зданий и сооружений в очагах поражения, исходя из опытных данных: полные, сильные, средние, слабые. За основной критерий оценки чаще принимают  и удельный импульс I.