Быстрое химическое превращение среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов и Чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии

Вспышка — быстрое (практически мгновенное) сгорание горючих смесей, не сопровождающиеся образованием сжатых газов.

Воспламенение — возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовозгорание — резкое увеличение скорости экзотермических реакций, приводящих к горению вещества (смеси) при отсутствии источника зажигания. Это может происходить и при температуре окружающей среды < температуры воспламенения. Такая возможность обусловлена склонностью веществ к окислению и условиями аккумуляции в них теплоты, выделяющейся при окислении. Таким образом, при самовозгорании имеется как бы внутренний импульс.

В зависимости от импульса процессы самовозгорания делятся на:

Тепловое самовозгорание/самовоспламенение происходит в результате продолжительного действия незначительного источника тепла. При этом вещества разлагаются, адсорбируются и в результате действия окислительных процессов самовозгораются. Так при t° ~ 100 °С к самовозгоранию склонны древесные опилки, ДВП, паркет.

Химическое самовозгорание/самовоспламенение происходит от воздействия на вещества кислорода воздуха, воды или от взаимодействия веществ. (Пожары от самовозгорания промасленной ветоши, спецодежды, ваты, а иногда даже металлических стружек).

Чем выше йодное число, тем ниже температура самовозгорания, тем опаснее вещество.

Микробиологическое самовозгорание — при соответственной влажности и температуре в растительных продуктах при интенсификации жизнедеятельности организмов (образуется грибок — так называемый паутинный глет), которое вызывает повышение температуры.

(Для предотвращения — регулярный контроль температуры и влажности, ограничение влажности и температуры

Самовоспламенение — самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Взрыв — чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии и сжатых газов, способных производить работу.

Детонация — передача теплоты от слоя к слою происходит за счет распространения ударной волны.

При оценке пожарной опасности веществ необходимо учитывать их агрегатное состояние.

Поскольку горение идет обычно в газовой среде, в качестве показателей пожарной безопасности (ПБ) необходимо учитывать условия, при которых образуется достаточное для горения количество газообразных продуктов.

ВЗРЫВЫ ГАЗОПАРОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ И

Условия возникновения взрыва

Взрыв – быстрое экзотермическое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных проводить работу (ГОСТ 12.1.010 – 76).

Под взрывом понимается явление, связанное с внезапным изменением состояния вещества, сопровождающимся резким звуковым эффектом и быстрым выделением энергии, приводящим к разогреву, движению и сжатию продуктов взрыва и окружающей среды. Возникновение повышенного давления в области взрыва вызывает образование в окружающей среде ударной волны с сильным разрушающим действием.

При взрыве исходная потенциальная энергия вещества превращается, как правило, в энергию нагретых сжатых газов, которая в свою очередь при их расширении переходит в энергию движения, сжатия, разогрева среды. Часть энергии остается в виде внутренней (тепловой) энергии расширившихся газов (см. рис. 7.1).

В результате взрыва происходит быстрое выделение большого количества энергии, связанное с внезапным изменением состояния вещества, сопровождаемое разрушением и разбрасыванием окружающей среды, возникновением и распространением в ней так называемой ударной волны.

Выделение энергии происходит главным образом в результате образования большого количества тепла при переходе начальной системы с малой энергией связи между ее частицами в систему с частицами, энергия связи которых больше. Из физики известно, что переход системы из менее устойчивого состояния в более устойчивое всегда сопровождается выделением кинетической энергии. Увеличение же кинетической энергии движущихся частиц эквивалентно повышению их температуры. Следовательно, реакции, сопровождающиеся явлением взрыва, всегда будут экзотермическими – это первое условие взрыва.

Рис. 7.1. Превращение энергии при взрыве

Например, при химическом взрывчатом превращении, свойственном обычно ВВ, когда нарушаются связи атомов молекулы, происходит экзотермическое превращение этих веществ в другие, более устойчивые, преимущественно газообразные вещества. При этом выделяется около 1000 ккал тепла с 1 кг ВВ.

При ядерном взрывчатом превращении (ядерном взрыве) нарушаются не внутримолекулярные, а внутри­ядерные связи и соответственно выделяется большое коли­чество энергии. Так, например, при делении всех ядер, со­держащихся в 1 кг урана, должно выделятся около 2.1010 ккал тепла.

Особо от этих двух видов взрывчатого превращения находится явление взрыва, при котором не происходит ни химической, ни ядерной реакции, а причиной взрыва явля­ется большое давление газообразных продуктов, образовы­ваемых внутри герметически закрытого сосуда. В этом слу­чае происходит «взрыв», подобный взрывам паровых кот­лов и баллонов со сжатым газом. Основанные на этом принципе системы в виде патронов «кардокс», «гидрокс» и им подобные применяются в шахтах, весьма опасных по газу или пыли, где не допустим взрыв, сопровождающийся выделе­нием пламени.

Количество выделяемой энергии зависит от скорости, быстроты этого процесса, ибо скорость выделения энергии (тепла) является вторым обязательным условием взрывной реакции.

Например, при сгорании 1 кг камен­ного угля выделяется 7-8 тыс. ккал тепла. Однако сгорание угля, идущее по поверхностным слоям, прогрев внутренних слоев и подвод кислорода происходят настолько медленно, что образовавшееся тепло успевает отводиться в окружающую среду и не может выполнить механическую работу.

При взрывчатом превращении обычных ВВ, дающих всего около 1000 ккал/кг, реакция в их массе идет настолько быстро (несколько километров в се­кунду), что тепло не успевает отводиться в окружающую среду, а газообразные продукты такой экзотермической реак­ции (продукты взрыва) бывают нагреты до 2500-45000 0С.

Скорость протекания реакции обусловливается тем, что в самой массе ВВ содержится доста­точное количество кислорода, необходимое для превраще­ния исходного вещества в газообразные продукты взрыва.

Наличие газообразных продуктов реакции – третье обязательное условие взрыва. Объем этих продуктов в сот­ни раз больше объема исходного вещества. При сильном на­греве их и крайне быстром образовании взрыва в этих продуктах, находящихся в начальный момент в объеме исход­ного вещества, создается давление в десятки и сотни тысяч атмосфер. В результате газообразные продукты взрыва, стремительно расширяясь, действуют на окружающую сре­ду в виде мощного удара, возбуждая в ней возникновение ударной волны и производя разрушение, дробление и раз­брасывание этой среды.

Значение газообразных продуктов можно видеть на примере термита, реакция которого и экзотермична, и быстропротекаема, но при полном отсутствии газообразных продуктов. И явление взрыва при этом не наблюдается.

Таким образом, явление взрыва возможно при наличии трех обязательных факторов: экзотермичности реакции, весьма большой скорости ее про­текания и большого давления газообразных продуктов, ко­торые в процессе расширения совершают механическую ра­боту.

Пожарная безопасность – это такое состояние объекта, при котором исключалось бы возникновение пожара, а в случае его возникновения предотвращалось бы воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивалась защита материальных ценностей.

Пожарная безопасность обеспечивается системами предотвращения пожара и пожарной защиты, включающими комплекс организационных мероприятий и технических средств.

На машиностроительных предприятиях имеются, вновь разрабатываются и внедряются различные виды производственного оборудования, новые технологические процессы. При недостаточном внимании к их особенностям они могут стать источником пожара или взрыва. Предотвратить это можно, зная пожаро- и взрывоопасные особенности оборудования, свойства материалов и их изменение в технологическом процессе.

Правильная организация противопожарных мероприятий и тушения пожаров невозможна без понимания сущности химических и физических процессов, которые происходят при горении. Знание этих процессов дает возможность успешно бороться с огнем.

Горение — это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением.

Читайте также:  Оплата электроэнергии личный кабинет спб вход петроэлектросбыт

В большинстве случаев при пожаре окисление горючих веществ происходит кислородом воздуха, но окислителями могут выступить также хлор, бром и другие вещества. В дальнейшем в качестве окислителя будем подразумевать О2.

Горение возможно при наличии:

1. вещества, способного гореть,

2. кислорода (воздуха),

3. источника зажигания.

При этом необходимо, чтобы горючее вещество и кислород находились в определенных количественных соотношениях, а источник зажигания имел необходимый запас тепловой энергии.

Известно, что в воздухе содержится около 21% кислорода. Горени е большинства веществ становится невозможным, когда содержание кислорода в воздухе понижается до 14-18%, и только некоторые горючие вещества (водород, этилен, ацетилен и др.) могут гореть при содержании кислорода в воздухе до 10% и менее. При дальнейшем уменьшении содержания кислорода горение большинства веществ прекращается.

Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами и составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакциюгорения.

Источником зажигания может быть горящее и накаленное тело, в также электрический разряд, обладающий запасом энергии, достаточным для возникновения горения и др.

Горючие системы подразделяются на:

1. однородные. Однородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (смеси горючих газов, паров с воздухом). Горение таких систем называют кинетическим. Скоростьего определяется скоростью химической реакции, значительной при высокой температуре. При определенных условиях такое горение может носить характер взрыва или детонации.

2. неоднородные. Неоднородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела (твердые горючие материалы и нераспыленные жидкости). В процессе горения неоднородных горючих систем кислород воздуха проникает (диффундирует) сквозь продукты горения к горючему веществу и вступает с ним в реакцию. Такое горение называют диффузионным, так как его скорость определяется главным образом сравнительно медленно протекающим процессом — диффузией.

Для возгорания тепло источника зажигания должно быть достаточным для превращения горючих веществ в пары и газы и для нагрева их до температуры самовоспламенения.

По соотношению горючего и окислителя различают процессы горения бедных и богатых горючих смесей. Бедные смеси содержат в избытке окислитель и имеют недостаток горючего компонента. Богатые смеси, наоборот, имеют в избытке горючий компонент и в недостатке окислитель.

Возникновение горения связано с обязательным самоускорением реакции в системе.

Самоускорение химической реакции при горении подразделяется на три основных вида:

а) тепловой. По тепловой теории процесс самовоспламенения объясняется активизацией процесса окисления с возрастанием скорости химической реакции.

б) цепной. По цепной теории процесс самовоспламенения объясняется разветвлением цепей химической реакции.

Быстрое химическое превращение среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов и Чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии

Быстрое химическое превращение среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов и Чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии

Рис. 1. Один первичный центр может вызвать целую лавину химического превращения. Изображены два типа таких лавин, где каждая черточка изображает один элементарный акт реакции.

в) комбинированный — цепочечно-тепловой. Практически процессы горения осуществляются преимущественно по комбинированному цепочечно-тепловому механизму.

Русский учёный Николай Семёнов удостоен Нобелевская премии по химии в 1956 году за исследования в области механизма химических реакций. Доказал, что многие химические реакции, включая реакцию полимеризации, осуществляются с помощью механизма цепной или разветвленной цепной реакции.

— полное — образуются продукты, которые неспособны больше гореть: углекислый газ, сернистый газ, пары воды.

— неполное сгорание происходит, когда к зоне горения затруднен доступ кислорода воздуха, в результате чего образуются продукты неполного сгорания: окись углерода, спирты, альдегиды и др.

Ориентировочно количество воздуха V, м3 необходимое для сгорания 1 кг вещества (или 1 м3 газа) определяется по формуле:

где Q — теплота сгорания, кДж/кг, или кДж/м3.

Теплота сгорания некоторых веществ: бензина—47 000 кДж/кг; древесины воздушно-сухой —14 600 кДж/кг; ацетилена—54 400 кДж/м3; метана — 39 400 кДж/м3; окиси углерода 12 600 кДж/м3.

По теплоте сгорания горючего вещества можно определять:

а) какое количество тепла выделяется при его сгорании,

б) температуру горения,

в) давление при взрыве в замкнутом объеме и другие данные.

Температура горения вещества определяется как теоретическая, так и действительная. Теоретической называется температура горения, до которой нагреваются продукты сгорания, в предположении, что все тепло, выделяющееся при горении, идет на их нагревание.

Теоретическая температура горения

где m— количество продуктов горения, образующихся при сгорании 1кг вещества; с — теплоемкость продуктов горения, кДж/ (кг∙К); Т — температура воздуха, К; Q — теплота сгорания, кДж/кг.

Действительная температура горения на 30—50% ниже теоретической, так как значительная часть тепла, выделяющегося при горении, рассеивается в окружающую среду.

Высокая температура горения способствует распространению пожара, при ней большое количество тепла излучается в окружающую среду, и идет интенсивная подготовка горючих веществ к горению. Тушение пожара при высокой температуре горения затрудняется.

Виды процессов горения:

Вспышка — это быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание — возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Самовозгорание — это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения веществ (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания.

Воспламенение — возгорание сопровождающееся появлением пламени.

Самовоспламенение — это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Взрывом называется чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Необходимо понимать различие между процессами возгорания (воспламенения) и самовозгорания (самовоспламенения). Для того чтобы возникло воспламенение, необходимо внести в горючую систему тепловой импульс, имеющий температуру, превышающую температуру самовоспламенения вещества. Возникновение же горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относят к процессу самовозгорания (самовоспламенения).

Горение при этом возникает без внесения источника зажигания – за счет теплового или микробиологического самовозгорания.

Тепловое самовозгорание вещества возникает в результате самонагревания под воздействием скрытого или внешнего источника нагрева. Самовоспламенение возможно только в том случае, если количество тепла, выделяемого в процессе самоокисления, будет превышать отдачу тепла в окружающую среду.

Микробиологическое самовозгорание возникает в результате самовозгорания под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества (материала, смеси).

Горючие вещества характеризуются:

1. Температура самовоспламенения — это самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения. Температуры самовоспламенения некоторых жидкостей, газов и твердых приведены в табл. 1.

Быстрое химическое превращение среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов и Чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии

2. Периодом индукции (временем запаздывания самовоспламенения) называют промежуток времени, в течение которого происходит саморазогревание до воспламенения. Период индукции дляодного и того же горючего вещества неодинаков и находится в зависимости от состава смеси, начальных температур и давления.

Период индукции имеет практическое значение при действии на горючее вещество маломощных источников воспламенения (искры). Искра, попадая в горючую смесь паров или газов с воздухом, нагревает некоторый объем смеси, и в то же время происходит охлаждение искры. Воспламенение смеси зависит от соотношения периода индукции смеси и времени охлаждения искры. При этом если период индукции больше времени охлаждения искры, то воспламенения смеси не произойдет.

Период индукции принят в основу классификации газовых смесей по степени их опасности в отношении воспламенения. Период индукции пылевых смесей зависит от размера пылинок, количества летучих веществ, влажности и других факторов.

Читайте также:  Волгоградэнергосбыт личный кабинет клиента

Некоторые вещества могут самовозгораться, находясь при обычной температуре. Это в основном твердые пористые вещества большей частью органического происхождения (опилки, торф, ископаемый уголь и др.). Склонны к самовозгоранию и масла, распределенные тонким слоем по большой поверхности. Этим обусловлена возможность самовозгорания промасленной ветоши. Причиной самовозгорания промасленных волокнистых материалов является распределение жировых веществ тонким слоем на их поверхности и поглощение кислорода из воздуха. Окисление масла кислородом воздуха сопровождается выделением тепла. В случае, когда количество образующегося тепла превышает теплопотери в окружающую среду, возможно возникновение пожара.

Пожарная опасность веществ, склонных к самовозгоранию, очень велика, поскольку они могут загораться без всякого подвода тепла при температуре окружающей среды ниже температуры самовоспламенения веществ, а период индукции самовозгорающихся веществ может составлять несколько часов, дней и даже месяцев. Начавшийся процесс ускорения окисления (разогревания вещества) можно остановить лишь при обнаружении опасного нарастания температуры, что указывает на большое значение пожарно-профилактических мероприятий.

Чрезвычайно быстрая химическая реакция сопровождающаяся выделением энергии

6. ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

Взрыв – это процесс чрезвычайно быстрого физического или химического превращения вещества, сопровождающийся столь же быстрым превращением потенциальной энергии вещества в механическую работу. Самая существенная черта взрыва – внезапное и резкое повышение давления в среде, окружающей место взрыва. Обычный внешний признак взрыва – значительный звуковой эффект.

6.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВОВ

Примеры взрывов, вызванных физическими причинами, – это взрыв паровых котлов (перегрев пара или мгновенное испарение воды при подаче ее в перегретый котел; взрыв газовых баллонов при их нагреве). Эти взрывы, как правило, вызваны превышением допустимого давления расчетной прочности стенок баллона или котла.

Далее будем рассматривать взрывы при химическом превращении веществ. Пример – взрыв черного (дымного) пороха при выстреле из охотничьего ружья. При этом происходит быстрая химическая реакция, в результате которой образуются газообразные и твердые продукты сгорания и выделяется теплота. Образовавшиеся газы, обладающие высокой температурой и давлением, совершают механическую работу по разгону пули до необходимой скорости.

Взрывчатыми веществами называются такие вещества, при химическом превращении которых происходят взрывы.

Взрыв может быть вызван следующими причинами.

· Детонация (передача энергии взрыва другого взрывчатого вещества).

Явление взрыва всегда характеризуется следующими факторами.

· Очень большая скорость химического превращения.

Только при наличии всех этих факторов будет происходить процесс взрывчатого превращения. Каждое из этих условий является необходимым, но недостаточным для того, чтобы та или иная химическая реакция могла быть отнесена к категории взрыва. Например, при горении термитной смеси выделяется теплота (нагрев продуктов реакции до 3000 0 С, реакция протекает очень быстро, но не выделяются газообразные продукты). Поэтому такая реакция не является взрывчатым превращением.

Наиболее характерным для взрыва является большая скорость химических превращений. Процесс взрыва длится в промежуток времени

(10 -2 ÷10 -5 ) с. Например, боевой заряд в орудии среднего калибра сгорает за время

0.008 с, шашка тола массой 400 г – за время

10 -5 с. Только за счет такого быстрого превращения у взрывчатых веществ получается огромная по сравнению с другими источниками энергии мощность, хотя общие запасы энергии у них не больше, а в некоторых случаях даже меньше, чем у обычных горючих веществ. При взрыве взрывчатого вещества образуется большое количество газов, обладающих высокой температурой и давлением. Количество выделяющихся при взрыве газов определяется по объему, который они занимали бы при нормальных условиях, то есть при температуре Т = 0 0 С и давлении р = 760 мм ртутного столба. Например, при взрыве 1 кг пироксилинового пороха в таких условиях выделяется 0.845 м 3 газов.

В зависимости от скорости взрывчатого превращения различают следующие его формы:

При быстром сгорании процесс взрывчатого превращения протекает в массе взрывчатого вещества со скоростью порядка нескольких метров в секунду, а на сам процесс большое влияние оказывают внешние условия. Если горение происходит на открытом воздухе, оно не сопровождается звуковым эффектом или механической работой разрушения или перемещения. Если горение происходит в замкнутом или полузамкнутом объеме, то процесс идет более энергично и сопровождается резким звуком. Для быстрого горения характерно относительно быстрое, но плавное нарастание давления газов (артиллерийский выстрел, газогенератор для вытеснения нефтяных пластов, пороховой газогенератор автомобильной подушки безопасности и т.д.).

При обыкновенном взрыве процесс превращения в массе взрывчатого вещества протекает со скоростями в несколько сотен метров в секунду. Обыкновенный взрыв характеризуется резким повышением давления в месте взрыва, ударом газов о преграду и разрушением (раскалыванием или дроблением) преграды, находящейся на небольшом расстоянии от места взрыва.

При детонации процесс превращения в массе взрывчатого вещества протекает с максимально возможной в данных условиях скоростью (обычно 5 ÷ 7 километров в секунду). Детонация характеризуется особенно резким скачком давления, сильным ударом газов о преграду и большим ее разрушением. Примеры детонации – все виды взрывов взрывчатых веществ, вызванных детонатором (разрыв снаряда, мины, гранаты, подрывной шашки и т.д.).

Взрыв

По английски: explosion

быстрое химическое превращение среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов

быстрое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных совершать работу

приложение к ГОСТ 12.1.010-76. Взрывобезопасность. Общие требования

приложение к ГОСТ 12.1.010-76* ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования

быстрое преобразование веществ (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу

пункт 7.3.2 Правил устройства электроустановок

быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привести или приводящая к возникновению техногенной чрезвычайной ситуации

пункт 3.3.11 ГОСТ 22.0.05-97. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения

процесс выделения энергии за короткий промежуток времени, связанный с мгновенным физико-химическим изменением состояния вещества, приводящим к возникновению скачка давления или ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов или паров, способных производить работу

ГОСТ Р 22.0.08-96 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Взрывы. Термины и определения

чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу

Сборник рекомендуемых терминов. Вып. 22. М.:Комитет технической терминологии Академии наук СССР

приложение к ОСТ 78-2-73 Горение и пожарная опасность веществ. Терминология

резкое расширение газа в результате реакций быстрого окисления или разложения и сопровождающихся или не сопровождающихся ростом температуры

пункт 38 Международного стандарта 89/396/FDIS ИСО 13943 Пожарная безопасность — Словарь

физическое или химическое превращение вещества, сопровождающееся переходом его энергии в энергию сжатия и движение исходного вещества или продуктов его превращения и окружающей среды

Андреев К.К. , Беляев А.Ф. Теория взрывчаиых веществ. М.: Оборонгиз, 1960 г.

процесс весьма быстрого химического или химического превращения системы, сопросвождающейся переходом ее потенциальной энергии в механическую работу

Баум Ф.А., Станюкович К.П., Шехтер Б.И. Физика взрыва. М.: Физматгиз, 1969

процесс быстрого (за сотые или десятые доли секунды) физического или химеческого превращения веществ либо их смеси с веделением большого количества энергии

Читайте также:  Оао мрск центра брянскэнерго руководство

Грушевский Б.В., Яковлев А.И., Кривошеев И.Н. Кривошеев И.Н., Шурин Е.Т. Климушин Н.Г. под ред. В.Ф. Кудаленкина/ Пожарная профилактика в строительстве. — М: ВИПТШ МВД СССР, 1985.

выделение энергии за такой промежуток времени и в таком объеме, которые достаточны для возникновения волны давления конечной амплитуды, распространяющейся от источника взрыва Энергия источника взрыва может быть ядерной, химической или электрической либо энергией давления. Однако выделение этой энергии не является взрывом, если оно недостаточно локализовано во времени и в пространстве и не приводит к образованию воспринимаемой на слух волны давления. Хотя обычно взрывам сопутствуют разрушения, вовсе не обязательно, чтобы они имели место. Однако для взрыва необходимо, чтобы он сопровождался звуковым эффектом

Бейкер У., Кокс П., Уэстайн П. и др. Взрывные явления и их последствия: в 2-х кни./под ред. Я.Б. Зельдовича, Б.Е. Гельфанда, М.Мир, 1986

быстрое выделение энергии в ограниченном объеме, связанное с внезапным изменением состояния вещества и сопровождающееся обычно разбрасыванием и разрушением окружающей среды (в том числе приводящее к возникновению скачка давления или ударной волны, которая удаляется от места образования со скоростью, определяемой как разностью давлений, так и свойствами среды, где происходит ее распространение)

Маршалл В. Основные опасности химических производств. М.: Мир, 1989 год

инженер пожарной безопасности

Размещено 05 мая 2020 года

Все права на текст статьи принадлежат автору. Копирование, распространение, использование и иные действия, за исключением ознакомления на данной странице сайта ptm01.ru запрещены.

Разрешено: копировать ссылку (url) на данную страницу и направлять скопированную ссылку неограниченному кругу лиц.

В случае сомнений, руководствуйтесь правилом: всё, что не разрешено — запрещено

Явление взрыва

Взрыв — чрезвычайно быстрое превращение вещества, сопровождающееся выделением тепла и образованием большого количества сильно сжатых газов, способных выполнить механическую работу. В зависимости от исходной энергии взрыв может быть физический, химический и ядерный.

Физическим взрывом называют мгновенное превращение вещества и разрушения среды в результате физического процесса, исходной энергией которого является энергия межмолекулярных связей вещества (тепловая энергия, энергия упругого сжатия и др.) например:

Тепловая энергия вызывает мгновенное изменение физического состояния вещества — переход из жидкого состояния в газообразное.

Химическим взрывом (далее — взрыв) называют чрезвычайно быструю самораспространяющуюся химическую реакцию, исходной энергией которой является энергия внутримолекулярных связей вещества. Химическую реакцию, сопровождающуюся взрывом, принято называть взрывчатым превращением.

Взрывчатыми веществами (далее — ВВ) называют особую группу веществ способных к чрезвычайно быстрой самораспространяющейся химической реакции в результате внешнего воздействия.

Исходной энергией Ядерного термоядерного взрыва является внутриядерная энергия, освобождаемая при цепной реакции деления некоторых тяжелых атомных ядер или слияния (синтеза) ядер атомов лёгких элементов с образованием ядер более тяжелых элементов.

Основными факторами взрыва являются:

Скорость взрывчатого превращения является основной характеристикой ВВ и измеряется скоростью распространения ударной волны (м/с) по взрывчатому веществу. В результате больших скоростей взрывчатого превращения взрыв небольших зарядов ВВ происходит за чрезвычайно малый промежуток времени, равный от 0,01 до 0,0000001 с Так взрыв тротиловой шашки массой 400 г происходит за 0,000009 с, сгорание порохового заряда при выстреле из винтовки — за 0,0012 с.

Большое количество газов, образующихся при взрывчатом превращении может производить механическую работу метания или разрушения окружающей среды, например если 1 л бензина при сгорании образует 32 л газов, то тот же объем у дымного пороха – 336 л, у бездымного пороха – 1050 л, у тротила – 1104 л, у гексогена – 1543 л. Распространение взрывчатого превращения происходит в форме быстрого горения или детонации.

Быстрое горение представляет собой послойное тепловое распространение взрывчатого превращения, скорость которого не превышает скорость звука в данном веществе. Передача тепла при быстром горении происходит от одного слоя к другому за счет теплопроводности и излучения тепла газообразными продуктами горения. Теплоотдача усиливается с повышением давления газообразных продуктов у горящей поверхности, которая зависит от скоростей горения и газооттока.

Если скорость газооттока опережает скорость горения, то образующиеся газы успевают расшириться, и горение будет носить устойчивый характер. Если скорость газооттока отстает, то неограниченное повышение давления может привести к переходу от быстрого горения к детонации. Для быстрого горения наиболее характерно распространение образовавшихся газов в сторону наименьшего сопротивления и производство работы метания. Детонацией называют распространение взрывчатого превращения под действием ударной волны, скорость которой выше скорости звука, постоянна и максимальна для данного ВВ.

Газообразные продукты, расширяясь, образуют во взрывчатом веществе волну сжатия — ударную волну. Ударная волна распространяется по всей массе ВВ со скоростью несколько километров в секунду и имеет резко очерченный фронт, на котором происходит резкое повышение давления и температуры.

Под действием ударной волны соседние слои сжимаются и в них, в свою очередь, происходит интенсивная химическая реакция превращения ВВ в газообразные продукты с выделением тепла. Продукты взрыва движутся вслед за ударной волной. Благодаря постоянному восполнению газообразных продуктов, скорость ударной волны может быть постоянной.

Максимальную и постоянную для для данного ВВ скорость распространения ударной волны называют скоростью детонации. Скорость детонации зависит от природы ВВ, его плотности и физического состояния, содержание примесей и наличие оболочки. С уменьшением количества инертных примесей и увеличением плотности ВВ скорость детонации возрастает.

Значительно увеличивает скорость детонации наличие оболочки, препятствующей образующимся газам свободно расширяться, что повышает давление газов и способствует детонационному режиму. Опытным путем определен критический диаметр заряда в оболочке для каждого ВВ, необходимый для начала детонации. Начальный импульс — это внешнее воздействие, вызывающее взрывчатое превращение.

ВВ неодинаково реагируют на различные виды начальных импульсов, например, луч огня в замкнутом объеме вызывает быстрое горение коллоидного пороха, а дополнительный, при условии заполнения промежутков между зернами пороха жидкой средой, вызывает детонацию.

Способность ВВ реагировать на внешнее воздействие называют чувствительностью. Чувствительность взрывчатых веществ, как неустойчивых химических соединений, зависит прежде всего от физико-химических свойств и характеризуется минимальной величиной начального импульса, необходимого для начала взрывчатого превращения.

Чувствительность ВВ к удару определяют процентом взрывов из 25 падений с некоторой высоты груза массой 10 кг на штемпельный приборчик с 0,05 г ВВ. Чувствительность инициирующих веществ определяют грузом 0,5 кг. ВВ, имеющие чувствительность менее 7 см, являются чрезвычайно опасными в обращении и транспортировке не подлежат.

Чувствительность ВВ может регулироваться примесями. Примеси, повышающие чувствительность ВВ, называют сенсибилизаторами. В качестве сенсибилизаторов используют металлические опилки, мраморная и песчаная крошка, песок и т.д. Примеси, понижающие чувствительность ВВ, называют флегматизаторами. Наиболее часто для понижения чувствительности ВВ применяют маслообразные вещества — парафин, церезин и др.

Чувствительность ВВ к тепловому импульсу характеризуется температурой вспышки — наименьшей температурой, необходимой для начала взрывчатого превращения. Способность сохранять свои физические свойства при изменениях температуры, влажности, света и других условиях содержания называют стойкостью.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *