Достижения максимума
Большой тротиловый эквивалент взрыва парогазовоздуш-ных смесей достигается в преднамеренных взрывах при использовании военной техники, когда создаются условия для достижения максимального разрушающего эффекта. В США в отличие от традиционных ВВ в качестве горючего использовали этиленоксид, смесь газов (метилацетилен, пропадиен, пропилен w-пропилнитрат), пропиленоксид. В таких боеприпасах при взрыве центрального заряда разрушается корпус снаряда и горючее распыляется в воздухе с образованием облака парогазовой и мелкодисперсной топливно-воздушной смеси, которое подрывается при помощи детонаторов после Некоторой задержки, обеспечивающей необходимое время для перемешивания горючего с воздухом. В этих условиях по разрушительной способности такие вещества в несколько раз превышают тротил такой же массы. Мощность взрыва, например этиленокси-да с воздухом, по горючему веществу в 3—5 раз больше той, которая достигается при детонации такой же массы тротила. Энергетический потенциал взрывоопасности в ряде случае* ошибочно приравнивают к энергии взрыва, а иногда (также ошибочно) проводят прямое сопоставление энергии взрыва чистых углеводородов с энергией взрыва конденсированного ВВ, которую принято считать в 10 раз превышающей энергию взрыва ТНТ. Например, полная тепловая энергия сгорания пропана составляет «46-103 кДж/кг, что соответствует энергетическому потенциалу взрывоопасности 1 кг углеводорода В то же время тепловая энергия, выделяющаяся при детонации ТНТ, составляет 4,2-103 кДж/кг. Такое сравнение не является правомерным, так как полная энергия сгорания ТНТ '(вещества с отрицательным кислородным балансом) в кислороде оказывается значительно больше и составляет 15-Ю3 кДж/кг (т. е. при детонации выделяется лишь 28% энергии его сгорания), что численно равно энергии перехода в продукты разложения кислорода, входящего в состав молекулы ТНТ. В то же время энергетический потенциал взрывоопасности пропана рассчитывают как энергию его полного сгорания (до СОг и HjO) по чистому веществу без учета эквивалентной массы кислорода и азота в горючей пропан-воздушной смеси.
где tpmax — время достижения максимального давления взрыва;
На рис. 5.6 дано сравнение расчетных и экспериментальных зависимостей концентрации паров хладона 114В2 при его импульсном впрыске в сосуд объемом 10 м3 от .начальной температуры. Методика экспериментального определения концентрации заключалась в том, что, используя шлейфовый осциллограф, в процессе впрыска хладона регистрировали температуру Т и давление Р в сосуде. Эти параметры парогазовой смеси в емкости дают возможность подсчитать значение концентрации паров хладона в любой текущий момент времени. При этом. необходимо иметь в виду, что и температура, и концентрация паров хладона могут быть существенно неодинаковыми по высоте сосуда, особенно в течение впрыска и непосредственна после окончания впрыска, поэтому в данном случае речь идет об усредненных по всему объему значениях концентрации. Кроме того, запаздывания показаний термопары (толщиной 50 мкм), обусловленные ее тепловой инерцией, не позволяют проводить обработку данных для самых начальных моментов времени после начала впрыска. Поэтому наиболее достоверные результаты могут быть получены в момент достижения максимального отклонения температурной кривой, т. е. в конце впрыска.
На рис. 5.9 приведены кривые изменения давления в экспериментальной емкости со временем. Сплошной линией 1 показана кривая взрыва без какого-либо на него 'Воздействия. Из рисунка видно, что после достижения максимального давления взрыва, давление в емкости медленно снижается вследствие теплоотдачи к стенкам сосуда. При отработке режима впрыска распыливающее устройство включалось в момент ti, т. е. когда горение было уже полностью закончено. В этом случае с момента ti начинался более интенсивный спад давления по кривой 2, сравнение которой с кривой / позволило выявить в «чистом виде» эффект воздействия распыленной воды на продукты сгорания.
где W - мощность взрыва, кт; Ттах - время достижения максимального значения интенсивности светового излучения, с. Далее в работе предлагается использовать для приближенной оценки длительности светового импульса выражение 10 • Тт„х. Мощность взрыва в Хиросиме в ТНТ - эквиваленте составляла около 12,5 • 10-> т, а в Нагасаки - около 20 • 103 т. Таким образом, длительность импульса в Хиросиме равна 0,0417 • 12,5°'44 • 10 = 1,44 с, а длительность импульса в Нагасаки равна 0,0417 • 20°'44 • 10 = 1,56 с. Поворачивающийся на 360° цилиндр будет получать излучение со средней по всей поверхности интенсивностью, в 1/тг раз
Один из методов, рассмотренных в отчете, заключается в попытке установить расстояние, на котором достигается определенный уровень разрушения здания в зависимости от заданной массы ВВ. Для достижения максимального взрывного эффекта в качестве источника взрыва принимался стандартный заряд ТНТ (тринитротолуол, тротил). Результаты выражаются в значениях массы ВВ, а не массы всего заряда.
Проходное сечение (площадь) F мембранного устройства определяют с учетом объема газов Vr, подлежащих сбрасыванию через проходное сечение, скорости истечения продуктов w и времени т достижения максимального давления в аппарате:
В ряде задач, связанных с обеспечением взрывобезопасности, оказывается необходимым оценить среднюю для всего пути пламени в бомбе скорость пламени щ. Можно установить связь между величинами и/ и ип, полезную при приближенных оценках в тех случаях, когда использование оптических методов измерений осложнено недостаточной интенсивностью свечения пламени и спецификой его структуры. Особенно это относится к__пламенам бедных смесей водорода с различными окислителями. Величину щ можно сравнительно просто измерить по индикаторной диаграмме давления, она определяется временем т достижения максимального давления после поджигания, т. е. и/=й0/т.
Результаты опытов подтверждают универсальную применимость тепловой теории и для полузамкнутых камер, если учитывать истинное состояние горящего газа. Гашение пламени может опережать момент достижения максимального давления, и такое определение дает некоторый запас надежности.
Полиорганосилоксаны (силиконы) в качестве гидрофобизирующих препаратов нашли широкое применение как в нашей стране, так и за рубежом. В Японии широко применяют препараты По-лон-MR, Полон-МС и др., в Англии — препараты MS 148, MS 2207, М2216 и др. Отечественная промышленность выпускает ряд силиконовых эмульсий, наилучший эффект придают полиорганосилок-саны, содержащие этильные радикалы у атома .кремния. Для достижения максимального эффекта хлопчатобумажные ткани необходимо подвергать более тщательной подготовке [25]. Наибольшее применение для приготовления гидрофобизирующих эмульсий имеет препарат ГКЖ-94. Силиконовые препараты с успехом могут быть использованы и в виде растворов в органических растворителях. В частности, таким способом можно осуществлять перепропитку при химчистке, как заключительную отделку.
Тепловое сопротивление в обычной утепленной спецодежде осуществляется созданием пакетов материалов различной толщины. Суммарное тепловое сопротивление пакета спецодежды—падение температуры (°С) при прохождении через 1 м2 изделия теплового потока мощностью 1 Вт. Тепловое сопротивление пакета спецодежды зависит от химического состава волокна, его физико-механических свойств, от структуры материалов, составляющих пакет, и сочетания компонентов. Самое большое влияние на тепловое сопротивление пакета оказывает инертный воздух. (Инертный воздух — это воздух, в котором исключены конвективные потоки.) Для достижения максимального теплового сопротивления спецодежда должна представлять собой жесткий каркас, в котором отсутствуют воздушные потоки, т. е. он наполнен инертным воздухом. Тепловое сопротивление такого идеального пакета составляет 0,294 м2 -°С/Вт. А. Бартон и О. Эдхолм считают, что максимальная возможная толщина одежды, которая не стесняет движений чело-
ту и примерное значение энергии активации (только для оценки характеристического интервала температуры), то экспериментальное определение скорости горения позволяет вычислить параметр Фт, а значит и величину Фтах = Фтф(2тах) [с учетом уравнения (3.78)]. Значения Фтах для рассмотренных выше горючих систем, пересчитанные от г/(см3-с) на моль/(см 3-с), приведены в табл.3. В теплотехнике фигурирует величина теплонапряженности топочных устройств. Ее измеряют количеством тепла, выделяющегося в единицу времени в единице объема камеры сгорания. Для грубой оценки теплонапряженности нормального пламени мы используем специфический характер функции ф(г): после достижения максимума ф быстро падает до нуля. Будем приближенно принимать, что в узкой области пространства А, соответствующей максимуму ф, скорость реакции постоянна и равна Фтах, а за ее границами реакция вообще не идет. Величину А выбираем в соответствии с условием:
При этом за период индукции принято время достижения максимума скорости неизотермической реакции, а не время достижения критического разогрева, как это принято в теории с моделью реакции нулевого порядка. Если при реакциях нулевого порядка существует четкое различие между двумя режимами протекания реакции: невзрывного с очень малым саморазогревом при Fk < Fkcr и взрывного с прогрессирующим тепловым самоускорением при Fk > Fkcr, то выгорание ВВ приводит к размытию границы между этими двумя режимами. При больших числах Td > 0,15; А г > 0,1 говорить о двух режимах термического разложения уже нельзя [8.6].
Различие в значениях максимального давления в среде с вязкостью и без вязкости на всех расстояниях не превышает 12%. Профили волн pQ(tQ) существенно различны. В среде без вязкости волна остается ударной, в вязкой среде скачок размывается. На достаточном удалении от места взрыва давление (после прихода предвестника) некоторое время остается практически равным нулю и лишь затем начинает возрастать до максимума. Длительность т* этой переходной зоны интенсивного возрастания составляет на расстоянии R° = 20 меньше половины времени г от прихода предвестника до прихода максимума давления. С удалением и г, и г* возрастают, но т* существенно медленнее. Зависимость pQ(tQ) после достижения максимума в обеих средах практически одинакова. Таким образом,
Разложение метжлтринитробензола — тринитротолуола, изучавшееся в интервале температур 280—320° С при начальном давлении 70—200 мм, идет гораздо (в 1000 раз) быстрее, чем тринитробензола; наблюдается ускорение, хотя и меньшее (в 2—3 раза по величине WWSLKC/W0), чем у тринитробензола. Начальная скорость, а также степень ускорения возрастают (рис. 41) как и для тринитробензола при увеличении отношения m/v (начального давления паров ро); при ро = 40 мм скорость (абсолютная) почти постоянна во времени; при ро = 160 мм начальная скорость в 3, а максимальная в 6 раз больше, чем при 40 мм. При увеличении отношения m/v сокращается также время достижения максимума.
увеличивает как начальную скорость, так и максимальную, особенно сильно, когда давление паров приближается к давлению насыщенного пара. Время достижения максимума сокращается. Увеличение поверхности в 10 раз резко (в 100 раз) увеличивает
со скоростью, в десятки раз превышающей скорость распада тротпла (рис. 47). Добавление к тротилу этого вещества в количестве всего гг/о втрое сокращает время достижения максимума скорости (рис. -t8). Поскольку экспериментальная кривая идет значительно выше аддитивной, следует заключить, что промежуточный продукт оказывает ускоряющее, возможно, каталитическое действие на распад тротила, что согласуется и с наблюдениями Робертсона [64].
Сабо и Сава [89] изучали термический распад пикрата натрия в эвакуированном сосуде, определяя :задержку вспышки т (или время достижения максимума скорости) в интервале температур 300—310° С, которая лежит в пределах 1—13 мин. и была достаточно хорошо воспроизводимой. (Навеска и ее размер и расположение не указаны в работе). По зависимости т (Т) была рассчитана энергия активации (Е^ = 73 ккал/молъ) и предэксполенциальный множитель (IgB = 5). Кривые W(t) показывают максимум скорости в течение первой 0,5 мин., который не устраняется сушкой или нагреванием до 300° при атмосферном давлении, но падает после обработки в вакууме при 270° С. Давление растет во времени по показательному закону W = Леф*, причем по температурной зависимости Ф энергия активации составляет 65 ккал/молъ.
Кривые p(t) имели S-образный характер; наблюдался также небольшой индукционный период, длительность которого зависела от температуры и истории образчика. Участок падения скорости был всегда больше, чем участок ускорения; время достижения максимума скорости уменьшалось с повышением температуры; при 380—450° С кривые почти целиком соответствовали падению скорости. Дейтерированный перхлорат разлагался, несколько быстрее, чем обычный.
ВВ Минимальная навеска воспламенителя, г (давление, am) Время достижения максимума давления, мсек Максимальное давление, am
При давлениях 50 ат максимум скорости горения наблюдается при 1 % разложения (см. рис. 5), дальнейшее повышение степени разложения приводит к некоторому падению скорости горения. Повышение давления (до 100 ат) приводит к смещению максимума на кривой к 10% разложения и к более резкому падению скорости горения после достижения максимума.
 Читайте далее:
 Действием собственного
Действующей инструкцией
Действующей комиссией
Действующей технической
Деятельности операторов
Деятельности предприятия
Деятельности связанной
Децибелах относительно
Деформаций напряжений
Деформирования материала
Действующем оборудовании
Дальнейшей безопасной
Дежурному персоналу
Декларация промышленной
Декларации промышленной
|
