Определение степени расширения продуктов взрыва и времени взрыва в помещении
Из рис.1 следует, что максимальное значение скорости нормального горения Uн наблюдается при определенном процентном содержании горючего газа в смеси. При горении продукты взрыва расширяются в e раз. Пламя движется со скоростью Uн относительно продуктов взрыва. Поэтому видимая скорость пламени представляет собой сумму скоростей расширения смеси и скорости нормального горения. В начальные моменты взрыва видимая скорость пламени равна e×Uн. Для пропано- и метановоздушных смесей начальная скорость пламени составляет около 3м/с. Т.к. скорость распространения пламени существенно меньше скорости звука, при дефлаграционном взрыве реализуется принцип квазистатичности избыточного давления, который заключается в независимости взрывной нагрузки от пространственной координаты. Другими словами, давление, действующее в данный момент времени на любой конструктивный элемент ограждения (стены, потолок, пол, окна, двери и т.д.), одинаково во всех точках помещения.
Рис.1 Зависимости скорости нормального горения от концентрации горючего в смеси.
Особенности взрывов на пищевых предприятиях
Взрывы на предприятиях промышленности: деформация, разрушение технологического оборудования, энергосистем и транспортных линий, обрушение конструкций и фрагментов помещений, утечка токсических соединений и ядовитых веществ. Взрывоопасные технологические линии:
Зерновые элеваторы: пыль,
Мельничные комбинаты: мука,
Химические предприятия: углеводороды, окислители.
Кроме кислорода окислителями являются кислородосодержащие соединения (перхлорат, селитра, порох, термит), отдельные химические элементы (фосфор, бром).
АЗС и нефтеперерабатывающие комплексы: пары и аэрозоли углеводородов.
Дистанция поражений на примере взрыва топливозаправщика 5 т. (Baiker U. 1995г.)
I. Тепловое поражение воздействем огненного шара:
- до 45 м. Не совместимое с жизнью,
- до 95 м. Ожоги III ст.
- до 145 м. Ожоги II ст.
- до 150 м. Ожоги I ст.
- до 240 м. Ожоги сетчатки глаз.
II. Механические повреждения ударной волной:
- до 55 м. Не совместимые с жизнью,
- до 95 м. ЧМТ, баротравма легких и ЖКТ,
- до 140 м. Разрыв барабанных перепонок.
Взрывная ударная волна может вызывать большие людские потери и разрушение сооружений. Размеры зон поражения зависят от мощности взрыва. Степень использования вторичных мер зависит от вероятности возникновения опасной взрывчатой среды. Опасные площади делятся на разные зоны согласно зависимой от времени и местных условий вероятности присутствия опасной взрывчатой среды.
Зона 0. Площадь, на которой есть постоянная, частая или долговременная опасная взрывчатая среда и где может образоваться опасная концентрация пыли, аэрозолей или паров. Таких как мельницы, сушилки, смесители, силосохранилища, производственные помещения использующие топливо, продуктопроводы, питающие трубы и т.п..
Зона 1. Площадь, на которой по причине концентрации горючих паров, аэрозолей, вихревой, осажденной пыли можно ожидать случайного возникновения опасной взрывчатой среды. Непосредственная близость к загрузочным люкам; на площадках заполняющего или разгружающего оборудования; в зонах с хрупким оборудованием или линиями, сделанными из стекла, керамики и т.п.;
Зона 2. Площадь, на которой можно ожидать появления опасной взрывчатой среды, но очень редко и на короткое время.
Оценка риска пылевого взрыва.
В непосредственной близости от устройств, содержащих пыль, из которых она может утекать, осаждаться и скапливаться в опасных концентрациях (мельницы). При взрыве пыли с малой концентрацией, находящейся в среде, головная волна сжатия взрыва может вызвать вихревое движение осажденной пыли, что дает большую концентрацию горючего материала. Риск взрыва пылевой смеси гораздо меньше газовой, паровой или туманной.
Зоны аварий при объемных взрывах могут охватывать значительные территории. Авария на газопроводе в Башкирии (июнь 1989 г.) 2 кв. км. Погибших-871, раненых 339 чел. Проблема спасения людей после взрыва и пожара состояла в том, что в пламени сгорели практически все медицинские средства для оказания экстренной помощи, а о подручных средствах в подобных случаях, пострадавшие и спасатели практически забыли.