Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Взрывы. Характеристика причин их возникновения и возможные последствия ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4
Максимально возможный коэффициент полезного действия (КПД) взрыва парового облака (т. е. отношение энергии воздушной ударной волны к общему энергетическому потенциалу воздушной смеси) составляет около 40 %. Остальная часть взрыва расходуется на нагрев продуктов реакции и воздуха в ударной волне. Разрушающую способность взрывов характеризуют избыточным давлением, воздействующим на объект. В соответствии с этим различают шесть категорий повреждений (табл. 12). Таблица 12. Разрушающая способность взрыва
57. Определить низшую теплоту сгорания этилена С2Н4 по формуле Менделеева Д.И. Этилен (С2Н4) – при сгорании 1 м3этилена выделяется 59 000 кДжтеплоты. В газах может содержаться небольшое его количество. Теплотой сгорания этилена будет тепловой эффект следующей реакции: Низшую теплотворную способность или теплоту сгорания твердых и жидких топлив приближенно можно определить с помощью эм- пирической формулы Д.И. Менделеева Qн = α C + β H + γ S – δ O – η W, где C, H, S, W – содержание углерода, водорода, серы и влаги в горючем веществе в процентах; О – сумма кислорода и азота в горючем веществе в процентах; α, β, γ, δ, η – эмпирические коэффициенты. 58. Превращение твёрдых горючих веществ при нагревании. Превращение твёрдых горючих веществ при нагревании Условия возникновения горения. Твёрдые жидкое газообразное –размножение –плавление -испарение испарение смешение с воздухом окисление самовоспламенение горение теплота Для того чтобы произошла реакция необходимо твёрдое вещество путём разложения и испарения превратить в пар, а жидкость путём испарения превратить в пар.Горение является самоподдерживающей реакцией т. е. после первоначального самовоспламенения горючее вещество сгорая выделяет теплоту которая идёт на поддержание самого процесса горения.Согласно современным представлениям по химической кинетики реакции горения являются результатом соударения двух молекул реагирующих веществ, однако не всякое столкновение двух реагирующих веществ приводит к реакции и горению.В бесконечно большём количестве молекул находятся молекулы, обладающие различной энергией, приводящие к возникновению химической реакции, приводят столкновение только тех молекул, энергия которых равна или больше некоторой энергии, которая называется энергией активации – ЕПри рассмотрении адиабатического режима пренебрегалось потерей тепла из зоны химических реакций. В этом режиме при соблюдении условий малости параметров Td и Ar, всегда происходит тепловой взрыв, вне зависимости от температуры системы, концентрации реагентов, размеров системы и т.д.Данный адиабатический режим возможен при условии, что tх.р.«tт.р. 59. Химический взрыв. 60. Сколько теплоты выделится при сгорании угля состава: С – 73, 9%; Н – 4, 8%; О – 8, 2%; W – 10%; золы – 3, 1%. 61. Цепная теория горения. 62. Физический взрыв. 63. Рассчитать объем воздуха, идущий на горение, и объем продуктов горения при сгорании 1 кг каменного угля состава: С – 69%; Н – 4, 6%; О – 8, 2%; S –1, 2%; W – 10%; золы – 6, 2% при α = 1, 7. 64. Теория самовоспламенения. 65. Дефлаграция (вспышка) при взрыве. 66. Рассчитать, сколько кг уксусной кислоты СН3СООН сгорело в помещении объемом 400 м3, если горение прекратилось при содержании в объеме помещения 20% продуктов горения. Температура в помещении 4000С, давление120 кПа. 67. Температура самовоспламенения. 68. Детонация. 69. Рассчитать объем и процентный состав продуктов горения 50м3 ацетилена С2Н2 при ѓС = 1. 70. Процесс возгорания и воспламенения. Процесс возгорания и воспламенения 71. Ударная волна. Ударная волна, ее параметры. Энергия и мощность взрыва. 72. Рассчитать объем и процентный состав влажных продуктов горения 40 кг диэтилового эфира (С2Н5)2О при температуре 200С и давлении 91, 2 кПа, если горение происходит с коэффициентом избытка воздуха ѓС = 1, 5. 73. Температура самонагревания. Температура самонагревания. 74. Минимальная энергия зажигания. Минимальная энергия зажигания. 75. Определить объем воздуха, необходимого для сгорания 15 кг бензола С6Н6 при температуре 100С и давлении 101, 3 кПа. 76. Тепловое самовозгорание.
77. Конденсированные взрывчатые вещества. Конденсированные взрывчатые вещества.Под конденсированными взрывчатыми веществами (КВВ) понимаются химические соединения или смеси, находящиеся в твердом или жидком состоянии, которые под влиянием определенных внешних условий способны к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с образованием сильно нагретых и обладающих большим давлением газов, которые, расширяясь, производят механическую работу. Такое химическое превращение ВВ принято называть взрывчатым превращением. 78. Определить объем воздуха, необходимого для сгорания 100м3 ацетилена при ѓС = 1, 9. 80. Микробиологическое самовозгорание. Микробиологическое самовозгорание.Этот вид самовозгорания характерен для органических дисперсных и волокнистых материалов, внутри которых возможна жизнедеятельность микроорганизмов. Начальное самонагревание органического материала происходит за счет тепла, выделяемого микроорганизмами. Вызванное этим процессом повышение температуры обеспечивает ускорение экзотермической реакции, которая может закончиться возникновением тления (а затем и пламенного горения) в самой нагретой части объема.Причиной выделения тепла при хранении продуктов растительного происхождения (зерна, сена, семян масленичных культур) является поглощение кислорода воздуха грибками и бактериями, которые присутствуют в этих материалах и интенсивно размножаются во влажной среде.Повышение температуры, связанное с биологической активностью микроорганизмов, обусловлено разностью между скоростью вьщеления тепла и теплоотводом. 81. Параметры взрыва и его последствия. Параметры взрыва и его последствия.Взрыв – это происходящее внезапно (стремительно, мгновенно) событие, при котором возникает кратковременный процесс превращения вещества с выделением большого количества энергии в ограниченном объеме. Масштабы последствий взрывов зависят от их мощности детонационной и среды, в которой они происходят. Радиусы зон поражения могут доходить до нескольких километров. Различают три зоны действия взрыва.Зона -1 действие детонационной волны. Для нее характерно интенсивное дробящее действие, в результате которого конструкции разрушаются на отдельные фрагменты, разлетающиеся с большими скоростями от центра взрыва.Зона II-действие продуктов взрыва. В ней происходит полное разрушение зданий и сооружений под действием расширяющихся продуктов взрыва. На внешней границе этой зоны образующаяся ударная волна отрывается от продуктов взрыва и движется самостоятельно от центра взрыва. Исчерпав свою энергию, продукты взрыва, расширившись до плотности, соответствующей атмосферному давлению, не производят больше разрушительного действия.Зона III -действие воздушной ударной волны. Эта зона включает три подзоны: III а - сильных разрушений, IIIб- средних разрушений, IIIв - слабых разрушений. На внешней границе зоны III ударная волна вырождается в звуковую, слышимую на значительных расстояниях.Причины взрывов. На взрывоопасных предприятиях чаще всего к причинам взрывов относят: разрушения и повреждения производственных емкостей, аппаратуры и трубопроводов; отступление от установленного технологического режима (превышение давления и температуры внутри производственной аппаратуры и др.); отсутствие постоянного контроля за исправностью производственной аппаратуры и оборудования и своевременностью проведения плановых ремонтных работ.Об опасности взрыва можно судить по следующим признакам: наличие неизвестного свертка или какой-либо детали в машине, на лестнице, в квартире и т.д.; натянутая проволока, шнур; провода или изолирующая лента, свисающие из-под машины; чужая сумка, портфель, коробка, какой-либо предмет, обнаруженный в машине, у дверей квартиры, в метро. Поэтому, заметив взрывоопасный предмет (самодельное взрывное устройство, гранату, снаряд, бомбу и т.п.), не подходите к нему близко, немедленно сообщите о находке в милицию, не позволяйте случайным людям прикасаться к опасному предмету и обезвреживать его. 82. Определить объем воздуха, необходимого для сгорания 200 кг хлопка – сырца состава: С – 65%; Н – 30%; W – 5% при нормальных условиях. 83. Химическое самовозгорание. )Химическое самовозгорание.Химическое самовозгорание может возникать тогда, когда на вещество действует кислород воздуха, вода или они смешиваются между собой.Самовозгораются при соприкосновении с воздухом растительные или животные жиры, и продукты, изготовленные на их основе. Самовозгораются промасленные тряпки, пакля, вата и даже металлические стружки. Опасные в этом отношении натуральные льняные, конопляные и другие олифы.Многие вещества, имеющие низкую температуру самовоспламенения, легко воспламеняются на воздухе, это алюминий, цинк, белый, желтый и красный фосфор. Эти вещества активно окисляются кислородом и в условиях аккумуляции теплоты происходит их саморозигривання до температуры самовоспламенения.К веществам, занимающихся под действием воды, относятся натрий, калий, карбид кальция, щелочные металлы, негашеную известь и т.д. Бывали случаи возникновения пожаров вследствие теплоты, выделяемую при реакции погашенного извести с водой. 84. Взрыв газо- и паро-воздушной смеси. 85. Определить объем воздуха, необходимого для сгорания 50м3 водяного газа состава: СО – 40%; Н – 50%; СО2 – 4, 5%; N – 5%; СН4 – 0, 5%. Горение протекает в теоретически необходимом количестве воздуха и нормальных условиях. 86. Теория горения газовых смесей. Давление взрыва. теория горения газовых смесей.Давление взрыва.Теория горения. При адиабатич. сжигании горючей смеси, т.е. в отсутствие теплообмена между реагирующей системой и окружающей средой, м. б. рассчитаны кол-во выделившегося при горении тепла, т-ра ТГ, к-рая была бы достигнута при полном сгорании (т. наз. адиабатич. т-ра горения), и состав продуктов, если известны состав исходной смеси и термодинамич. ф-ции исходной смеси и продуктов. Если состав продуктов заранее известен, ТГ м. б. рассчитана из условия равенства внутр. энергии системы (при пост. объеме) или ее энтальпии (при пост. давлении) в исходном и конечном состояниях с помощью соотношения: ТГ = Т0 + Qr/C, где Т0-начальная т-ра смеси, С-средняя в интервале т-р от Т0 до ТГ уд. теплоемкость исходной смеси (с учетом ее изменения при возможных фазовых переходах), (QГ-УД- теплота сгорания смеси при т-ре ТГ. При относительном содержании а0 в смеси компоненты, полностью расходуемой в р-ции (напр., горючего), QГ = Q*а0 где Q-тепловой эффект р-ции горения. Значение Тр при пост, объеме больше, чем при пост. давлении, поскольку в последнем случае часть внутр. энергии системы расходуется на работу расширения. На практике условия адиабатич. горения обеспечиваются в тех случаях, когда р-ция успевает завершиться прежде, чем станет существенным теплообмен между реакц. объемом и окружающей средой, напр. в камерах сгорания крупных реактивных двигателей, в больших реакторах, при быстро распространяющихся волнах горения. Термодинамич. расчет дает лишь частичную информацию о процессе - равновесный состав и т-ру продуктов. Полное описание горения, включающее также определение скорости процесса и критич. условий при наличии тепло-и массообмена с окружающей средой, можно провести только в рамках макрокинетич. подхода, рассматривающего хим. р-цию во взаимосвязи с процессами переноса энергии и в-ва (см. Макрокинетика). В случае заранее перемешанной смеси горючего и окислителя р-ция горения может происходить во всем пространстве, занятом горючей смесью (объемное горение), или в сравнительно узком слое, разделяющем исходную смесь и продукты и распространяющемся по горючей смеси в виде т. наз. волны горения. В неперемешанных системах возможно диффузионное горение, при к-ром р-ция локализуется в относительно тонкой зоне, отделяющей горючее от окислителя, и определяется скоростью диффузии реагентов в эту зону.ДАВЛЕНИЕ ВЗРЫВА — давление, развивающееся при взрыве в замкнутом объеме горючих смесей оптимального состава. Учитывается при расчетах взрывозащищенности промышленных установок, корпусов защищенного электрооборудования, а также предохранительных клапанов и разрывных мембран. 87. Конденсированный взрыв. Конденсированный взрыв.ВЗРЫВ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 88. Сгорает газ бутан С4Н10 и сероводород Н2S. При сгорании какого газа выделится большее число молей продуктов горения. 89. Концентрационные пределы распространения пламени. Концетрационные пределы распространения пламени. Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени (НКПРП и ВКПРП) — минимальная (максимальная) концентрация горючего вещества (газа, паров горючей жидкости) в однородной смеси с окислителем (воздух, кислород и др.) при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания (открытое внешнее пламя, искровой разряд). 90. Осколочное действие взрыва. Осколочное действие взрыва.Следы взрыва – материальное отображение взрывного воздействия на предметы вещной обстановки, людей и животных, находившихся в зоне действия взрыва. Следы взрыва отображают воздействие продуктов взрыва – бризантное и термическое действие, разлетающихся осколков конструкции взорванного боеприпаса или взрывного устройства (корпуса или оболочки заряда, предохранительно-исполнительного механизма, готовых поражающих элементов) и вторичных осколков, образующихся от удара осколками взорванного изделия по предметам вещной обстановки – осколочное действие, и воздушной ударной волны, образовавшейся в результате взрыва – фугасное действие.Следы бризантного действия являются результатом действия продуктов взрыва и выражаются в высокой степени деформации, перемещении и разбрасывании предметов, находившихся в близкой зоне действия взрыва – зоне радиусом 2, 5 – 3 метра от центра взрыва, образовании воронки на поверхности грунта. Термическое действие выражается в образовании прожогов, оплавлений, окопчения наповерхности предметов, верхней одежде и незакрытых участках тела человека.Зона бризантного действия взрыва – зона максимальных разрушений позволяет установить центр (очаг) взрыва – местоположение взорванного изделия в момент взрыва. На поверхности объектов, находящихся в этой зоне, происходит отложение конденсированных продуктов взрыва, т.к. основная часть продуктов взрыва ВВ разлагается до газообразного состояния и диффундирует в воздух. Конденсированные продукты взрыва содержат, наряду с продуктами полуразложения, микроколичества непродетонировавшего исходного вещества заряда, что позволит впоследствии при проведении экспертизы установить вид взрывчатого вещества заряда взорванного изделия (иногда вплоть до установления марки ВВ).Следы осколочного действия являются результатом действия разлетающихся осколков в ряде случаев нагретых до высокой температуры. 91. При горении органических веществ углерод окисляется до оксида углерода, водород – до воды. Напишите уравнение реакции горения следующих органических веществ в воздухе: метилового спирта СН3ОН, метана СН4, ацетилена С2Н2, клетчатки С6Н10О5, винного спирта С2Н5ОН, бензола С6Н6. 92. Факторы, влияющие на концентрационные пределы воспламенения. Факторы, влияющие на концетрационные пределы воспламенения.На значения НКПРП и ВКПРП оказывают влияние следующие факторы: Свойства реагирующих веществ; Давление (обычно повышение давления не сказывается на НКПРП, но ВКПРП может сильно возрастать); 93. Тепловое действие взрыва. Тепловое воздействие взрыва.Последствия взрыва. Ударная волна и тепловой эффект. Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги. 94. Составить уравнение горения в воздухе следующих веществ: дихлорэтана С2Н4Cl2, хлоранилина ClС6Н4NН2, хлорбензола С6Н5Cl, ацетил хлорида СН3СОCl, хлоруксусной кислоты СН2ClСООН.
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 180; Нарушение авторского права страницы