Прикладные аспекты аварийных выбросов в атмосферу. Справочное пособие. В. И. Романов

или ударная волна. Основное отличие между пожарами и взрывами состоит в скорости выброса энергии. Во время пожара энергия освобождается медленно, в то время как при взрыве происходит одномоментный выброс энергии, обычно в течении микросекунд. В результате взрывов создаются опасные условия для жизни человека и окружающей природной среды. Взрывы часто приводят к частичному или полному разрушению объекта, ранениям или гибели людей.

      Различают два типа взрывов: физические взрывы и химические. При физическом взрыве высвобождающаяся энергия является внутренней энергией сжатого или сжиженного газа. Сила таких взрывов зависит от внутреннего давления, а разрушения могут быть вызваны ударной волной от расширяющегося газа или осколками разорвавшегося резервуара. Масса образующихся паров и скорость парообразования при этом определяется по материальным и тепловым балансам двух возможных аварийных ситуаций: 1) тепловыделение с парообразованием происходит при постоянном объеме; 2) за тепловыделением при сохранении объема следует расширение с сохранением теплового равновесия.

      К физическим взрывам относят также явления физической детонации, при которых возникает смешение горячей и холодной жидкостей, когда температура одной из них значительно превышает температуру кипения другой (например, вливание расплавленного металла в воду). Физическая детонация сопровождается возникновением ударной волны с избыточным давлением в жидкой фазе, достигающем в некоторых случаях тысяч атмосфер [103].

      При химических взрывах энерговыделение обусловлено экзотермической реакцией между горючим и окислителем.

      К опасным факторам взрыва (ОФВ), характеризующим его разрушительность, относят [104]:

      • давление во фронте ударной волны;

      • избыточное давление взрыва;

      • среднюю и максимальную скорость нарастания давления при взрыве;

      • дробящие или фугасные свойства взрывоопасной среды.

      • Основными параметрами, характеризующими поведение процесса взрыва, являются:

      • температура окружающей среды;

      • давление в окружающей среде;

      • состав взрывчатого вещества;

      • физические свойства взрывчатого вещества;

      • природа источника воспламенения: тип, энергия и длительность;

      • геометрия окружающей среды: ограниченная или неограниченная;

      • количество горючих материалов;

      • время перед воспламенением;

      • скорость выброса горючего вещества.

      Поведение взрыва очень трудно охарактеризовать. Было принято много подходов к решению этой проблемы, включая теоретические, полуэмпирические и эмпирические исследования. Несмотря на эти попытки, поведение процесса понято еще не полностью. Поэтому в настоящее время используется подход, основанный на использовании экстраполяции результатов и обеспечивающий подходящий «запас безопасности».