- Перерахуйте основні причини пожеж та вибухів на виробництві.
- Наведіть характеристику горючих речовин.
- Яка класифікація виробництв і зон по пожежо-та вибухонебезпечності?
- Як характеризуються будівельні конструкції за пожежною небезпекою, а будівлі і споруди по вогнестійкості?
- Що розуміється під пожежею і пожежною безпекою?
- Які фактори необхідні для виникнення горіння?
- Що розуміється під спалахом, займанням, самозаймання, самозаймання та вибух?
Аварії у вибухо- і пожежонебезпечних виробництвах пов'язані, як правило, з раптовим закінченням газоподібних або зріджених вуглеводневих продуктів, при перемішуванні яких з повітрям утворюються вибухо- і пожежонебезпечні суміші. Найбільш небезпечними в цьому відношенні є суміші з повітрям наступних вуглеводневих газів: метану, пропану, бутану, етилену, пропілену, бутилену і ін. Вибух або стати причиною пожежі цих газів настає при певному змісті газу в повітрі. Наприклад, вибух пропану можливий при вмісті в 1 м 3 повітря від 36.6 (НКМЗ) до 173.8 г (ВКМЗ) газу (див. Табл. 16.1). Інтенсивне перемішування пропану з повітрям при аварійному викиді пояснюється негативною температурою його кипіння (-42 ° С) при атмосферному тиску.
Вибухонебезпечними можуть бути також суміші парів легкозаймистих рідин, суспензії пилу або волокон в повітрі за певних концентраціях.
Вибух призводить до руйнування і пошкодження будівель, споруд технологічного обладнання, ємностей і трубопроводів. Ці явища пов'язані як з самим вибухом, так і з дією утворюється при вибуху ударної хвилі.
Ударною називається хвиля, що характеризується наявністю поверхні розриву основних фізичних параметрів стану середовища (тиску, щільності, температури), в якій вона поширюється з надзвуковою швидкістю. Залежно від того, в якому середовищі поширюється хвиля - в повітрі, воді або грунті, її називають повітряної ударної хвилею, ударною хвилею в воді або сейсмовзривние хвилею в грунті.
Повітряна ударна хвиля являє собою область сильно стисненого повітря, що поширюється в усі сторони від центра вибуху з надзвуковою швидкістю. Передню кордон хвилі (рис. 17.1), що характеризується різким стрибком тиску. називають фронтом ударної хвилі.
У фронті ударної хвилі відбувається стрибкоподібне зміна параметрів стану повітря (тиску, щільності, температури, швидкості руху). Характерною особливістю повітряної ударної хвилі є рухомий позаду неї потік повітряного середовища, спрямований в ту ж сторону.
Механізм утворення повітряної ударної хвилі полягає в наступному. Під час вибуху утворюється велика кількість газоподібних продуктів. Вони, перебуваючи під вельми високим тиском (близько декількох Мпа), подібно сильно стислій і миттєво відпущеної пружині, розширюються. Так як тиск навколишнього повітря в багато разів менше тиску продуктів вибуху, то останній, розширюючись, наносять різкий удар по прилеглим верствам. За рахунок цього повітря стискається, підвищується його тиск, щільність, температура. Маса продуктів вибуху, розширюючись, витісняє навколишнє повітря і утворює навколо себе зону стисненого повітря. Ця зона діє на навколишній, ще незбурених повітря і стискає його. Таким способом стиснення швидко передається все далі і далі від місця вибуху. Зовнішня межа стисненого шару повітря і являє собою фронт повітряної ударної хвилі, що переміщається з надзвуковою швидкістю.
Мал. 17.1. Схема утворення повітряної ударної хвилі:
а - при повітряному вибуху; б - при наземному вибуху;
1 - центр вибуху; 2 - газоподібний продукт вибуху; 3 - зона стисненого повітря; 4 - фронт ударної хвилі
Ударна хвиля має фазу стиснення і фазу розрідження. У фазі стиснення ударної хвилі тиск вище атмосферного, а в сфері розрідження - нижче. Найбільший тиск повітря спостерігається на зовнішньому кордоні фази стиснення - у фронті хвилі.
Як видно з рис. 17.2 в момент приходу ударної хвилі тиск підвищується від нормального (атмосферного) Р0 до максимального у фронті Р1. Надалі в міру просування ударної хвилі тиск падає нижче атмосферного.
Мал. 17.2. Характер зміни тиску в фіксованій точці простору в залежності від часу і результат дії ударної хвилі на місцеві предмети: t1 - момент приходу фронту ударної хвилі в фіксовану точку на місцевості; t2 - момент падіння тиску після проходження ударної хвилі до нормального; t3 - момент закінчення дії ударної хвилі і шарів повітря
Основними параметрами ударної хвилі, що визначають її руйнує і вражаюче дію, є:
- надлишковий тиск Р1. Па (кгс / см 2);
- швидкісний тиск Рск. Па (кгс / см 2);
- швидкість руху хвилі Vв. м / с;
- швидкість руху повітряного потоку U1. м / с;
- час дії ударної хвилі tв. с.
Надмірний тиск у фронті ударної хвилі - це різниця між максимальним Р1 і атмосферним тиском Р0; Р1 = Р1 -Р0 (див. Рис. 17.2)
Надмірний тиск в даній точці залежить від відстані до центру вибуху і його потужності.
Швидкісний напір за фронтом ударної хвилі визначається за формулою
Швидкість руху ударної хвилі залежить від її інтенсивності і може бути визначена за спрощеною формулою
де Р1 - надлишковий тиск, кгс / см 2.
Швидкість руху повітряного потоку за фронтом ударної хвилі визначається за спрощеною формулою
Час дії ударної хвилі tв - це час дії надлишкового тиску. Його величина може бути визначена за формулою
де m- маса вибухнула газо-повітряної середовища, кг
R - відстань від центру вибуху, м.