16 Март 2011

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ




При взрыве скорость распространения пламени достигает нескольких метров в секунду. Но для ацетилена возможен вариант, когда часть газов сгорает, а остальная сжимается и детонирует. В этом случае давление может вырасти в сотни раз. Температура самовоспламенения ацетилена зависит от его давления (табл. 3.1).

Таблица 3.1
Температура самовоспламенения ацетилена

Давление, кПа 100 200 300…1100 2100
Температура самовоспламенения, «С 635 570…540 530…475 350

Наиболее опасны в эксплуатации аппараты и трубопроводы высокого давления ацетилена (0,15-2,5 МПа), так как при случайных перегревах может возникнуть взрыв, переходящий при большой длине трубопровода в детонацию. Максимальная скорость распространения пламени при горении ацетилено-воздушной смеси, содержащей ацетилена 9,4% (об), равна 1,69 м/с. Смесь ацетилена с хлором и другими окислителями может взрываться под действием источника света. Поэтому к зданиям, где используется ацетилен, запрещается делать пристройки для производства хлора, сжижения и разделения воздуха.
Часто при ручном вскрытии железных барабанов с карбидом кальция происходит искрообразование, что приводит к взрывам. К тому же надо всегда учитывать возможность присутствия в барабане влаги.
При взрыве ТВС образуется очаг поражения с ударной волной и световым излучением («огненный шар»). В очаге взрыва ТВС можно выделить три сферические зоны (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Зоны в очаге поражения при взрыве ТВС
R1, R2, R3, — радиусы внешних границ соответствующих зон

Рис. 3.2. Зависимость радиуса внешней границы зоны действия избыточного давления от количества взрывоопасной газовоздушной смеси

Зона I — зона детонационной волны. Находится в пределах облака взрыва. Радиус зоны определяется формулой:

где R1 — радиус зоны I, м; Q — масса сжиженного газа, т.
В пределах зоны I избыточное давление можно считать постоянным и равным 1700 кПа.
Зона II — зона действия продуктов взрыва, которая охватывает всю площадь разлета продуктов взрыва ТВС в результате ее детонации. Радиус зоны II в 1,7 раза больше радиуса зоны I, то есть R2= 1,7R1, а избыточное давление по мере удаления уменьшается до 300 кПа.
Зона III — зона действия УВВ. Здесь формируется фронт УВВ. Величина избыточного давления определяется по графику, рис. 3.2.

Ударная воздушная волна (УВВ) — наиболее мощный поражающий фактор при взрыве. Она образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в центре взрыва, что приводит к возникновению здесь огромной температуры и давления. Раскаленные продукты взрыва при стремительном расширении производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до значительного давления и плотности, нагревая до высокой температуры. Такое сжатие происходит во все стороны от центра взрыва, образуя фронт УВВ. Вблизи центра взрыва скорость распространения УВВ в несколько раз превышает скорость звука. Но по мере движения скорость ее распространения падает. Снижается и давление во фронте. В слое сжатого воздуха, называемого фазой сжатия УВВ (рис. 3.3), наблюдаются наибольшие разрушительные последствия. По мере движения давление во фронте УВВ падает и в какой-то момент достигает атмосферного, но будет продолжать уменьшаться из-за снижения температуры. При этом воздух начнет движение в обратном направлении, то есть к центру взрыва. Эта зона пониженного давления называется зоной разрежения.

Параметры УВВ
1. Избыточное давление (см. рис. 3.2). Определяется разностью между фактическим давлением воздуха в данной точке и атмосферным давлением (Ризб = Рф — Ратм,). Измеряется в кг/см2 или Паскалях (1 кг/см2 = 100 кПа). При проходе фронта УВВ избыточное давление воздействует на человека со всех сторон.
2. Скоростной напор воздуха (динамическая нагрузка). Обладает метательным действием. Измеряется в кг/см2 или Паскалях. Совместное воздействие этих двух параметров УВВ приводят к разрушениям объектов и человеческим жертвам.
3. Время распространения УВВ (Тр, с).
4. Продолжительность действия фазы сжатия на объект (Тр, с). Избыточное давление во фронте УВВ (Ризб, кПа) можно определить по формуле

где q — тротиловый эквивалент ВВ, кг; R- расстояние от центра взрыва, м.
Скоростной напор воздуха зависит от скорости и плотности воздуха за фронтом УВВ и равен:

где V — скорость частиц воздуха за фронтом УВВ, м/с; ? — плотность воздуха за фронтом УВВ, кг/м3.

Рис. 3.3. Фазы и фронт УВВ

Воздействие УВВ на человека может быть косвенным или непосредственным. При косвенном поражении УВВ, разрушая постройки, вовлекает в движение огромное количество твердых частиц, осколков стекла и других предметов массой до 1,5 г при скорости до 35 м/с.