Definicija eksplozije u obzh. Opće informacije o eksploziji. Eksplozije oblaka pare

oslobađanje velike količine energije u ograničenoj količini u kratkom vremenskom periodu. V. dovodi do stvaranja jako zagrijanog plina (plazme) sa vrlo visokog pritiska, koji, kada se proširi, vrši mehanički učinak (pritisak, razaranja) na okolna tijela. U čvrstom okruženju je praćeno njenim uništavanjem i drobljenjem. V. se najčešće odvija zbog oslobađanja hemijske energije eksploziva.

Odlična definicija

Nepotpuna definicija ↓

Eksplozija

brza transformacija materije (eksplozivno sagorevanje), praćena oslobađanjem energije i stvaranjem komprimovanih gasova sposobnih za rad. Eksplozivni talas se širi okolinom. Iznos oslobođen na c. Energija određuje razmjer (volumen, površinu) uništenja. Količina koncentracije energije po jedinici zapremine određuje intenzitet razaranja na izvoru eksplozije. Eksplozijski pritisak, kpa razmjer oštećenja objekata 100 potpuno uništenje objekata 5350% uništenje objekata 28 prosječna šteta na zgradama 12 umjerena šteta na zgradama (oštećenje unutrašnjih pregrada, okvira, vrata i sl.) 3 manja oštećenja na zgradama (dio staklo je polomljeno) Eksplozijski pritisak 5 kPa, koji karakteriše netraumatska oštećenja ljudi, prihvaćen je kao granična vrijednost pri određivanju kategorije prostorija i zgrada, vanjskih instalacija. Pri pritisku unutra. Ispod 5 kPa, prostorija, zgrada ili vanjska instalacija ne spadaju u kategoriju a ili b u smislu opasnosti od eksplozije i požara. Tokom difuzionog sagorevanja čvrstih i tečnih materija (materijala) u uslovima požara c. Nije implementirano. Međutim, akumulacijom u zatvorenom volumenu produkata termičke i termo-oksidativne destrukcije (vodik, metan, ugljični monoksid itd.) može doći do B. Primjer je u. Silosi i bunkeri kod elevatora, tvornice stočne hrane. Prilikom samozagrijavanja i naknadnog spontanog izgaranja biljnog materijala, produkti raspadanja se akumuliraju u izgorjelim šupljinama i, kada se svodovi sruše, zapale se iz zraka. PROJEKTOVANO V. Koristi se u vojnim poslovima, rudarstvu, građevinarstvu itd.

Javni ugostiteljski objekti koriste i prerađuju zapaljive i eksplozivne sirovine u različitim agregatnim stanjima (esencije, organske kiseline, masti, ulja, brašno, šećer u prahu i dr.). Osim toga, proizvodnja je opremljena posudama i aparatima koji rade pod viškom tlaka, uključujući rashladne uređaje, čije je rashladno sredstvo obično eksplozivni plin ili amonijak. Za grijanje, sušenje, prženje, kuvanje, pečenje koristi se termalna oprema koja radi na termičku manifestaciju. električna struja, gas, tečna i čvrsta goriva. Na osnovu svojstava cirkulirajućih supstanci i prirode tehnoloških procesa, proizvodnja hrane je klasifikovana kao opasnost od eksplozije i požara.

Eksplozija je brzo oslobađanje energije povezano s naglom promjenom stanja tvari, praćeno uništavanjem okoline i širenjem udarnog ili udarnog vala u njoj, prijelazom početne energije u energiju kretanja supstance.

Tokom eksplozije razvijaju se pritisci od desetina i stotina hiljada atmosfera i brzine kretanja eksplozivno mjereno u kilometrima u sekundi.

Eksplozivi- to su spojevi ili mješavine sposobne za brzu, samorazmjenjujuću kemijsku transformaciju uz stvaranje plinova i oslobađanje značajne količine topline. Takva transformacija, koja je nastala u bilo kojoj tački pod utjecajem odgovarajućeg impulsa (zagrijavanje, mehanički udar, eksplozija drugog eksploziva), širi se velikom brzinom na cijelu masu eksploziva.

Brzo stvaranje značajnih količina plinova i njihovo zagrijavanje na visoke temperature (1800 ... 3800 ° C) zbog topline reakcije objašnjavaju razlog za pojavu visokog tlaka na mjestu eksplozije.

Za razliku od sagorijevanja konvencionalnog goriva, reakcija eksplozije se odvija bez sudjelovanja atmosferskog kisika i, zbog velike brzine procesa, omogućava dobivanje ogromne snage u maloj zapremini. Na primjer, za 1 kg uglja potrebno je oko 11 m 3 zraka, a oslobađa se približno 9300 W topline. Eksplozija 1 kg heksogena, koji zauzima zapreminu od 0,00065 m 3, događa se u stohiljaditom dijelu sekunde i praćena je oslobađanjem 1580 W topline.

U nekim slučajevima, početna energija je toplinska energija komprimiranih plinova od samog početka. U nekom trenutku, zbog uklanjanja ili slabljenja veza, plinovi se mogu proširiti i doći će do eksplozije. Ova vrsta eksplozije uključuje eksploziju boca sa komprimiranim plinom. Eksplozije parnih kotlova su bliske ovoj vrsti eksplozije. Međutim, početna energija njihovih komprimiranih plinova je samo dio energije eksplozije; Značajnu ulogu ovdje igra prisustvo pregrijane tekućine, koja može brzo ispariti kada se pritisak smanji.

Uzroci i priroda eksplozije mogu biti različiti.

Teorija lanca pojava eksplozije gasa određuje uslove pod kojima se dešavaju lančane reakcije. Lančane reakcije su hemijske reakcije u kojima aktivne supstance(slobodni radikali). Slobodni radikali, za razliku od molekula, imaju slobodne nezasićene valencije, što dovodi do njihove lake interakcije sa originalnim molekulima. Kada slobodni radikal stupi u interakciju s molekulom, jedna od valentnih veza ove potonje se prekida i tako nastaje novi slobodni radikal kao rezultat reakcije. Ovaj radikal, zauzvrat, lako reaguje sa drugim roditeljskim molekulom, ponovo formirajući slobodni radikal. Kao rezultat, ponavljanjem ovih ciklusa dolazi do lavinskog povećanja broja aktivnih eksplozivnih centara.

Toplotna energija proizilazi iz uslova narušavanja termičke ravnoteže, u kojima unos toplote usled reakcije postaje veći od prenosa toplote. Zagrijavanje koje se javlja u sistemu dodatno utiče na reakciju. Rezultat je progresivno povećanje brzine reakcije, što pod određenim uvjetima dovodi do eksplozije. Kada su izloženi toploti, može doći do eksplozije velike snage i relativno sporog sagorevanja.

Eksplozija pri udaru povezuje se s djelovanjem lokalnog mikroskopskog zagrijavanja, koje je posebno snažno zbog prisustva vrlo visokog pritiska pri udaru. Lokalno grijanje pokriva ogroman broj molekula i pod određenim uvjetima dovodi do eksplozije.

Kompresija i kretanje okoline (vazduh, voda, tlo) koje nastaje prilikom eksplozije prenosi se na sve udaljenije slojeve. U mediju se širi posebna vrsta poremećaja - udarni, odnosno eksplozijski talas. Kada ovaj talas stigne u bilo koju tačku u prostoru, gustina, temperatura i pritisak naglo se povećavaju i materija medija počinje da se kreće u pravcu širenja talasa. Brzina širenja jakog udarnog vala u pravilu znatno premašuje brzinu zvuka. Kako se širi, ova brzina se smanjuje i na kraju se udarni val pretvara u običan zvučni val.

U blizini izvora eksplozije brzina kretanja zraka može doseći hiljade metara u sekundi, a kinetička energija zraka koji se kreće jednaka je 50% ukupne energije udarnog vala.

Kada se udarni val ne širi u inertnom mediju, već, na primjer, u eksplozivnoj tvari, može izazvati brzu kemijsku transformaciju, koja se širi kroz supstancu brzinom vala, podržava udarni val i ne dopušta ga izumrijeti. Ovaj fenomen se zove detonacija, a udarni val koji potiče brzu reakciju naziva se detonacijski val.

U pravilu svaka eksplozija uzrokuje požar. Sagorijevanje je složen fizički i kemijski proces interakcije između zapaljive tvari i oksidatora. Oksidirajući agensi u procesu sagorevanja mogu biti kiseonik, hlor, brom i neke druge supstance, kao što su azotna kiselina, bertoletova so i natrijum peroksid. Uobičajeno oksidaciono sredstvo u procesima sagorevanja je kiseonik u vazduhu. Reakcija oksidacije može se samoubrzati pod određenim uvjetima. Ovaj proces samoubrzavanja oksidacijske reakcije s njenim prijelazom u izgaranje naziva se samozapaljenje. Uvjeti za nastanak i nastanak sagorijevanja u ovom slučaju su prisustvo zapaljive tvari, atmosferskog kisika i izvora paljenja. Zapaljiva supstanca i kiseonik su supstance koje reaguju i čine zapaljivi sistem, a izvor paljenja izaziva reakciju sagorevanja u njemu.

Zapaljivi sistemi mogu biti hemijski homogeni ili heterogeni. Hemijski homogeni sistemi uključuju sisteme u kojima su zapaljiva supstanca i vazduh jednoliko pomešani jedni s drugima, na primer, mešavine zapaljivih gasova, para ili prašine sa vazduhom.

Hemijski heterogeni sistemi uključuju sisteme u kojima zapaljiva supstanca i vazduh imaju interfejs, na primer, čvrsti zapaljivi materijali i tečnosti, mlazovi zapaljivih gasova i para koji ulaze u vazduh. At. U sagorijevanju hemijski heterogenih zapaljivih sistema, kiseonik iz vazduha kontinuirano difunduje kroz produkte sagorevanja do zapaljive supstance i zatim reaguje sa njom.

Toplotu koja se oslobađa u zoni sagorevanja percipiraju proizvodi sagorevanja, usled čega se zagrevaju do visoke temperature, što se zove temperatura sagorevanja.

Kinetičko sagorevanje, odnosno sagorevanje hemijski homogene zapaljive mešavine gasova, para ili prašine sa vazduhom, odvija se na različite načine. Ako zapaljiva smjesa dolazi iz gorionika određenom brzinom, tada gori stabilnim plamenom. Izgaranje iste mješavine koja ispunjava zatvoreni volumen može uzrokovati kemijsku eksploziju.

Kinetičko izgaranje moguće je samo pri određenom omjeru plina, pare, prašine i zraka. Minimalne i maksimalne koncentracije zapaljivih materija u vazduhu koje se mogu zapaliti nazivaju se donja i gornja granica koncentracije paljenja (eksplozija).

Sve smjese čije su koncentracije između granica zapaljivosti nazivaju se eksplozivnim i opasnim od požara.

Smjese čije su koncentracije ispod donje i iznad gornje granice zapaljivosti ne mogu gorjeti u zatvorenim zapreminama i smatraju se bezbednim. Međutim, smjese čija je koncentracija iznad gornje granice zapaljivosti mogu izgorjeti difuzijskim plamenom kada napuštaju zatvorenu zapreminu zraka, odnosno ponašaju se kao pare i plinovi koji nisu pomiješani sa zrakom.

Granice koncentracije zapaljive su promjenjive i zavise od brojnih faktora. Snaga izvora paljenja, primesa inertnih gasova i para, temperatura i pritisak zapaljive smeše imaju veliki uticaj na promenu granica paljenja.

Povećanje snage izvora paljenja dovodi do proširenja područja paljenja (eksplozije) sa smanjenjem donje granice i povećanjem gornje granice paljenja.

Kada se nezapaljivi plinovi unesu u eksplozivnu smjesu, dolazi do naglog smanjenja gornje granice paljenja i neznatne promjene u donjoj. Područje paljenja se smanjuje i pri određenoj koncentraciji nezapaljivih plinova smjesa prestaje da se pali.

S povećanjem početne temperature eksplozivne smjese, njen interval paljenja se širi, dok se donja granica smanjuje, a gornja povećava.

Kada se pritisak zapaljive mješavine smanji ispod normalnog, područje paljenja se smanjuje. Pri niskom pritisku smjesa postaje sigurna.

Na donjoj granici paljenja smjese, količina proizvedene topline je beznačajna i stoga tlak tijekom eksplozije ne prelazi 0,30 ... 0,35 MPa. Kako se koncentracija zapaljive tvari povećava, tlak eksplozije raste. Za većinu mješavina je 1,2 MPa.

Daljnjim povećanjem koncentracije zapaljive tvari tlak eksplozije se smanjuje i na gornjoj granici paljenja postaje isti kao i na donjoj granici.

Eksplozivna svojstva mješavine para sa zrakom ne razlikuju se od svojstava mješavine zapaljivih plinova sa zrakom. Koncentracija zasićenih para tečnosti ima određenu vezu sa njenom temperaturom. Ove temperature se nazivaju temperaturnim granicama paljenja (eksplozivnosti).

Gornja granica temperature je najviša temperatura tečnosti na kojoj nastaje mešavina zasićenih para sa vazduhom, koja se još uvek može zapaliti, ali iznad te temperature nastale pare pomešane sa vazduhom u zatvorenoj zapremini ne mogu da se zapale.

Donja granica temperature je najniža temperatura tečnosti na kojoj se formira mešavina zasićenih para sa vazduhom, koja može da se zapali kada joj se dovede izvor paljenja. Na nižoj temperaturi tečnosti, mešavina para i vazduha ne može da se zapali.

Donja temperaturna granica paljenja tečnosti inače se naziva tačka paljenja, koja se uzima kao osnova za klasifikaciju tečnosti prema stepenu njihove opasnosti od požara. Tako se tečnosti sa tačkom paljenja do 45 °C nazivaju zapaljivim, a iznad 45 °C - zapaljivim.

U prehrambenim poduzećima mnogi tehnološki procesi su praćeni oslobađanjem fine organske prašine (brašno, šećer u prahu, škrob itd.), koja u određenoj koncentraciji stvara eksplozivnu mješavinu prašine i zraka.

Prašina može biti u dva stanja: suspendovana u vazduhu (aerosol) i taložena na zidovima, plafonima, konstrukcijskim delovima opreme itd. (aerogel).

Aerogel karakterizira temperatura samozapaljenja koja se malo razlikuje od temperature samozapaljenja čvrste tvari.

Temperatura samozapaljenja aerosola je uvijek znatno viša od temperature aerogela, pa čak i premašuje temperaturu samozapaljenja para i plinova. To se objašnjava činjenicom da je koncentracija zapaljive tvari po jedinici volumena aerosola stotine puta manja od one u aerogelu, stoga brzina oslobađanja topline može premašiti brzinu prijenosa topline samo pri značajno visokoj temperaturi.

U tabeli Date su temperature samozapaljenja aerogela i aerosola nekih prašina.

Kao i kod mješavina plinova, paljenje i širenje plamena po cijeloj zapremini aerosola se dešava samo ako je njegova koncentracija iznad donje granice zapaljivosti.

Što se tiče gornjih granica zapaljivosti aerosola, one su toliko visoke da su u većini slučajeva praktički nedostižne. Na primjer, koncentracija gornje granice zapaljivosti šećerne prašine je 13500 g/m 3 .

Temperatura samozapaljenja zapaljivih materija varira. Za neke prelazi 500 °C, za druge je unutar okoline, što se u prosjeku može uzeti kao 0 ... 50 °C.

Na primjer, žuti fosfor na temperaturi od 15°C se samozagrijava i pali. Supstance koje se mogu spontano zapaliti bez zagrevanja predstavljaju veliku opasnost od požara i nazivaju se spontano zapaljivim, a proces njihovog samozagrevanja do faze sagorevanja definisan je pojmom spontano sagorevanje. Spontano zapaljive tvari dijele se u tri grupe:

tvari koje se spontano zapale kada su izložene zraku (biljna ulja, životinjske masti, smeđe i ugalj, željezni sulfidi, žuti fosfor, itd.);

supstance koje se spontano zapale kada su izložene vodi (kalijum, natrijum, kalcijum karbid, karbidi alkalnih metala, kalcijum i natrijum fosfati, živo kreč, itd.);

tvari koje se spontano zapale kada se pomiješaju (acetilen, vodonik, metan i etilen pomiješan sa hlorom; kalijum permanganat pomešan sa glicerinom ili etilen glikolom; terpentin u hloru, itd.).

Mešavina organske prašine i vazduha predstavlja veliku opasnost od eksplozije i požara u fabrikama hrane.

Prema opasnosti od požara, sve prašine, u zavisnosti od svojih svojstava, dijele se na eksplozivne u aerosolnom stanju i požarno opasne u stanju aerogela.

Prva klasa opasnosti od eksplozije uključuje prašinu sa nižom granicom zapaljivosti (eksplozivnosti) do 15 g/m 3 . Ova klasa uključuje prah sumpora, kolofonija, šećera u prahu itd.

Druga klasa uključuje eksplozivnu prašinu sa donjom granicom zapaljivosti (eksplozivnosti) od 16 ... 65 g/m 3 . Ova grupa uključuje prah škroba, brašna, lignina itd.

Prašine u stanju aerogela se također dijele u dvije klase prema opasnosti od požara: prva klasa - najopasnija od požara sa temperaturom samozapaljenja do 250 °C (na primjer, duvanska prašina - 205 °C, prašina od žitarica - 250 °C); druga klasa - opasna od požara s temperaturom samozapaljenja iznad 250 °C (na primjer, piljevina - 275 °C).

Eksplodira u roku od 0,0001 sekunde, oslobađajući 1.470 kalorija toplote i pribl. 700 litara plina. Cm. Eksplozivi.

Članak reproducira tekst iz Male sovjetske enciklopedije.

Eksplozija, proces oslobađanja velike količine energije u ograničenom volumenu u kratkom vremenskom periodu. Kao rezultat toga, tvar koja ispunjava volumen u kojem se oslobađa energija pretvara se u jako zagrijani plin s vrlo visokim tlakom. Ovaj plin ima veliku snagu na okolinu, uzrokujući njeno kretanje. Eksplozija u čvrstom mediju praćena je njegovim uništenjem i fragmentacijom.

Kretanje izazvano eksplozijom, tokom kojeg dolazi do naglog povećanja pritiska, gustine i temperature medija, naziva se blast talas. Prednji dio udarnog vala širi se kroz medij velikom brzinom, zbog čega se područje pokriveno pokretom brzo širi. Pojava udarnog talasa je karakteristična posledica eksplozija u različitim sredinama. Ako nema medija, odnosno eksplozija se dešava u vakuumu, energija eksplozije se pretvara u kinetičku energiju eksplozivnih proizvoda koji lete u svim smjerovima velikom brzinom.Kroz eksplozijski val (ili leteći eksplozivni proizvodi u vakuumu ), eksplozija proizvodi mehanički efekat na objekte koji se nalaze na različitim udaljenostima od mesta B. Kako se udaljavate od mesta eksplozije, mehanički efekat udarnog talasa slabi. Rastojanja na kojima talasi eksplozije stvaraju istu silu udara prilikom eksplozija različitih energija rastu proporcionalno kubnom korenu energije eksplozije, dok se vremenski interval izlaganja talasu eksplozije povećava proporcionalno ovoj vrednosti.

Različite vrste eksplozija se razlikuju fizičke prirode izvor energije i način njegovog oslobađanja. Tipični primjeri eksplozija su eksplozije hemijskih eksploziva. Eksplozivi imaju sposobnost brzog hemijskog raspadanja, pri čemu se energija međumolekularnih veza oslobađa u obliku toplote. Eksplozive karakteriše povećanje brzine hemijskog raspadanja sa povećanjem temperature. Na relativno niskim temperaturama, hemijsko raspadanje teče vrlo sporo, tako da eksploziv ne može dugo vremena pretrpjeti primjetnu promjenu u svom stanju. U ovom slučaju, između eksploziva i okruženje uspostavlja se termička ravnoteža, u kojoj se kontinuirano oslobađane male količine topline uklanjaju izvan tvari kroz toplinsku provodljivost. Ako se stvore uslovi pod kojima oslobođena toplota nema vremena da se ukloni izvan eksploziva, tada se usled povećanja temperature razvija samoubrzavajući proces hemijskog raspadanja, koji se naziva termički B. Zbog činjenice da toplota se uklanja kroz vanjsku površinu eksploziva, a do njegovog oslobađanja dolazi tijekom cijele zapremine supstance, toplotna ravnoteža se takođe može narušiti povećanjem ukupne mase eksploziva. Ova okolnost se uzima u obzir prilikom skladištenja eksploziva.

Moguć je još jedan proces za izvođenje eksplozije, u kojem se kemijska transformacija širi kroz eksploziv uzastopno od sloja do sloja u obliku vala. Vodeći front takvog vala koji se kreće velikom brzinom je udarni talas- oštar (skok) prijelaz tvari iz početnog stanja u stanje s vrlo visokim tlakom i temperaturom. Eksploziv sabijen udarnim valom nalazi se u stanju u kojem dolazi do kemijskog raspadanja vrlo brzo. Kao rezultat, pokazalo se da je područje u kojem se oslobađa energija koncentrisano u tankom sloju uz površinu udarnog vala. Oslobađanje energije osigurava da visoki tlak u udarnom valu ostane konstantan. Proces hemijske transformacije eksploziva, koji se unosi udarnim valom i koji je praćen brzim oslobađanjem energije, naziva se detonacija. Detonacijski talasi se šire kroz eksploziv vrlo velikom brzinom, uvijek premašujući brzinu zvuka u izvornoj tvari. Na primjer, brzina detonacijskih valova u čvrstom eksplozivu je nekoliko km/s. Tona čvrstog eksploziva može se na ovaj način pretvoriti u gust plin sa vrlo visokim pritiskom za 10-4 sekunde. Pritisak u nastalim gasovima dostiže nekoliko stotina hiljada atmosfera. Efekat eksplozije hemijskog eksploziva može se pojačati u određenom pravcu upotrebom specijalno oblikovanih eksplozivnih punjenja (vidi Kumulativni efekat).

Eksplozije povezane sa fundamentalnijim transformacijama supstanci uključuju nuklearne eksplozije. Tokom nuklearne eksplozije dolazi do transformacije atomska jezgra izvornu supstancu u jezgra drugih elemenata, što je praćeno oslobađanjem energije vezivanja elementarne čestice(protoni i neutroni) koji čine atomsko jezgro. Nuklearni rat se zasniva na sposobnosti određenih izotopa teški elementi uranijum ili plutonijum do fisije, u kojoj se jezgra izvorne supstance raspadaju i formiraju jezgra lakših elemenata. Fisija svih jezgri sadržanih u 50 g uranijuma ili plutonijuma oslobađa istu količinu energije kao i detonacija 1000 tona trinitrotoluena. Ovo poređenje pokazuje da nuklearna transformacija može proizvesti B. ogromna snaga. Fisija jezgra atoma urana ili plutonijuma može nastati kao rezultat hvatanja jednog neutrona jezgrom. Važno je da se kao rezultat fisije stvara nekoliko novih neutrona, od kojih svaki može uzrokovati fisiju drugih jezgri. Kao rezultat toga, broj odjeljenja će se vrlo brzo (prema zakonu) povećati geometrijska progresija). Ako pretpostavimo da se sa svakim događajem fisije udvostručuje broj neutrona koji mogu izazvati fisiju drugih jezgri, tada se u manje od 90 fisijskih činova stvara određeni broj neutrona koji je dovoljan za fisiju jezgri sadržanih u 100 kg uranijuma ili plutonija. . Vrijeme potrebno za podjelu ove količine tvari bit će ~10 -6 sekundi. Takav samoubrzavajući proces naziva se lančana reakcija (vidi. Nuklearne lančane reakcije). U stvarnosti, ne uzrokuju svi neutroni nastali tokom fisije fisiju drugih jezgara. Ako je ukupna količina fisionog materijala mala, tada će većina neutrona pobjeći iz materijala bez izazivanja fisije. Fisijska tvar uvijek sadrži mali broj slobodnih neutrona, međutim, lančana reakcija se razvija samo kada broj novonastalih neutrona premašuje broj neutrona koji ne proizvode fisiju. Takvi uslovi nastaju kada masa fisionog materijala premašuje tzv. kritičnu masu. Do fisije dolazi kada se pojedini dijelovi fisione tvari brzo spoje (masa svakog dijela je manja od kritične) u jednu cjelinu sa ukupna masa prekoračenje kritične mase, ili pod jakom kompresijom, smanjenje površine tvari i time smanjenje broja neutrona koji izlaze. Za stvaranje takvih uslova obično se koristi hemijski eksploziv.

Postoji još jedan tip nuklearna reakcija- reakcija fuzije lakih jezgara, praćena oslobađanjem velike količine energije. Odbojne sile sličnih električnih naboja (sva jezgra imaju pozitivan električni naboj) sprečavaju da dođe do reakcije fuzije, stoga za efikasnu nuklearnu transformaciju ovog tipa jezgre moraju imati visoku energiju. Takvi uslovi mogu se stvoriti zagrijavanjem tvari na vrlo visoke temperature. U tom smislu, proces fuzije koji se odvija na visokim temperaturama naziva se termonuklearna reakcija. Fuzija jezgri deuterija (izotop vodonika ²H) oslobađa skoro 3 puta više energije od fisije iste mase uranijuma. Temperatura potrebna za fuziju postiže se tokom nuklearne eksplozije uranijuma ili plutonijuma. Dakle, ako se fisijska tvar i izotopi vodika stave u isti uređaj, može se provesti reakcija fuzije, čiji će rezultat biti ogromna snaga. Pored snažnog udarnog vala, nuklearna eksplozija je praćena intenzivnom emisijom svjetlosti i prodornim zračenjem (vidi sl. Štetni faktori nuklearne eksplozije).

U gore opisanim vrstama eksplozije, oslobođena energija je u početku bila sadržana u obliku molekularne ili nuklearne energije veze u tvari. Postoje baterije u kojima se oslobođena energija napaja iz vanjskog izvora. Primjer takvog napona može biti snažno električno pražnjenje u bilo kojem okruženju. Električna energija u pražnjenju se oslobađa u obliku toplote, pretvarajući medij u jonizovani gas sa visokim pritiskom i temperaturom. Slična pojava se događa kada snažna električna struja teče kroz metalni provodnik, ako je jačina struje dovoljna da metalni vodič brzo pretvori u paru. Fenomen V. javlja se i kada je supstanca izložena fokusiranom lasersko zračenje(cm. Laser). Jednom od vrsta eksplozije može se smatrati proces brzog oslobađanja energije koji nastaje kao rezultat iznenadnog uništenja ljuske koja je držala plin pod visokim pritiskom (na primjer, eksplozija cilindra komprimiranog plina). B. može nastati u sudaru čvrste materije, krećući se jedno prema drugom velikom brzinom. U sudaru kinetička energija Tijelo se pretvara u toplinu kao rezultat širenja snažnog udarnog vala kroz supstancu, koji se javlja u trenutku sudara. Brzine relativnog približavanja čvrstih tijela, potrebne da bi se supstanca usljed sudara u potpunosti pretvorila u paru, mjere se u desetinama km/s, a pritisci koji se razvijaju u ovom slučaju iznose milione atmosfera.

U prirodi se dešavaju mnoge različite pojave koje su praćene V. Snažna električna pražnjenja u atmosferi tokom grmljavine (munja), iznenadnih vulkanskih erupcija, velikih padova na površini Zemlje meteoriti su primjeri različitih tipova B. Kao rezultat pada Tunguska meteorit() Nastao je V., ekvivalent u količini oslobođene energije V. ~10 7 tona trinitrotoluena. Očigledno još uvijek velika količina energija je oslobođena kao rezultat eksplozije vulkana Krakatoa ().

Eksplozije su ogromnih razmjera hromosferske baklje na suncu. Energija koja se oslobađa prilikom takvih baklji dostiže ~10 17 J (za poređenje, ističemo da bi sa 10 6 tona trinitrotoluena oslobođena energija bila 4,2 10 15 J).

Priroda džinovskih eksplozija koje se dešavaju u svemiru su baklje nove zvezde. Tokom baklji, očigledno tokom nekoliko sati, oslobađa se energija od 10 38 -10 39 J. Takvu energiju Sunce emituje tokom 10-100 hiljada godina. Konačno, još gigantskiji V., koji daleko prevazilaze granice ljudske mašte, su bljeskovi supernove, pri čemu oslobođena energija dostiže ~ 10 43 J, a V. u jezgrima brojnih galaksija, čija procjena energije vodi do ~ 10 50 J.

Eksplozije hemijskog eksploziva koriste se kao jedno od glavnih sredstava uništenja. Imaju ogromnu destruktivnu moć nuklearne eksplozije. Eksplozija jednog nuklearna bomba po energiji može biti ekvivalentna desetinama miliona tona hemijskog eksploziva.

Eksplozije su našle široku miroljubivu upotrebu naučno istraživanje i u industriji. V. je omogućio značajan napredak u proučavanju svojstava gasova, tečnosti i čvrstih materija pri visokim pritiscima i temperaturama (vidi. Visok pritisak). Predstave Istraživanje eksplozije važnu ulogu u razvoju fizike neravnotežnih procesa, proučavanju fenomena prenosa mase, impulsa i energije u različitim medijima, mehanizmima fazni prelazi supstance, kinetika hemijskih reakcija itd. Pod uticajem V. mogu se postići takva stanja supstanci koja su nedostupna drugim metodama istraživanja. Snažna kompresija kanala električnog pražnjenja pomoću hemijskog eksploziva omogućava dobijanje u kratkom vremenskom periodu magnetna polja ogromna napetost [do 1,1 Ha/m (do 14 miliona Oe), vidi Magnetno polje. Intenzivna emisija svjetlosti iz kemijskog eksploziva u plinu može se koristiti za pobuđivanje optičkog kvantnog generatora (lasera). Pod uticajem visokog pritiska, koji nastaje prilikom detonacije eksploziva, vrši se eksplozivno štancanje, eksplozivno zavarivanje i eksplozivno očvršćavanje metala.

Eksperimentalno proučavanje eksplozija sastoji se od mjerenja brzine širenja eksplozijskih talasa i brzine kretanja materije, mjerenja brzo promjenjivog pritiska, raspodjele gustine, intenziteta i spektralnog sastava elektromagnetnog i drugih vrsta zračenja koje se emituju prilikom eksplozije. omogućavaju dobijanje informacija o brzini odvijanja različitih procesa, koji prate V., i određivanje ukupne količine oslobođene energije. Pritisak i gustina supstance u udarnom talasu povezani su određenim odnosima sa brzinom kretanja udarnog talasa i brzinom kretanja supstance. Ova okolnost omogućava, na primjer, izračunavanje pritiska i gustine na osnovu mjerenja brzina u slučajevima kada se njihovo direktno mjerenje iz nekog razloga pokaže nedostupnim. Za mjerenje osnovnih parametara koji karakteriziraju stanje i brzinu kretanja medija koriste se različiti senzori koji pretvaraju određeni tip utjecaj u električni signal, koji se snima pomoću osciloskop ili drugi uređaj za snimanje. Savremena elektronska oprema omogućava snimanje pojava koje se dešavaju u vremenskim intervalima od ~10 -11 sekundi. Mjerenje intenziteta i spektralnog sastava svjetlosnog zračenja pomoću specijal fotoćelije I spektrografi služe kao izvor informacija o temperaturi neke supstance. Brza fotografija, koja se može izvesti pri brzinama do 10 9 kadrova u sekundi, široko se koristi za snimanje fenomena koji prate talase.

U laboratorijskim studijama udarnih valova u plinovima često se koristi poseban uređaj - udarna cijev (vidi sl. Aerodinamička cijev). Udarni val u takvoj cijevi nastaje kao rezultat brzog uništavanja membrane koja razdvaja plin visokim i niskim tlakom (ovaj proces se može smatrati najjednostavnijim tipom udara). Prilikom proučavanja valova u udarnim cijevima učinkovito se koriste interferometri i penumbralne optičke instalacije, čije se djelovanje temelji na promjeni indeksa prelamanja plina zbog promjene njegove gustoće.

Eksplozivni talasi, koji se šire na velike udaljenosti od svoje tačke nastanka, služe kao izvor informacija o strukturi atmosfere i unutrašnjih slojeva Zemlje. Talasi na vrlo velikim udaljenostima od zraka snimaju se visokoosjetljivom opremom, koja omogućava snimanje fluktuacija tlaka u zraku do 10 -6 atmosfera (0,1 N/m²) ili kretanja tla od ~ 10 -9 m.

Književnost:

• Sadovsky M.A., Mehaničko djelovanje vazdušnih udarnih talasa eksplozije prema podacima eksperimentalno istraživanje, u: Fizika eksplozije, br. 1, M., 1952;
• Baum F.A., Stanyukovich K.P. i Shekhter B.I., Fizika eksplozije, M., 1959;
• Andreev K.K. i Belyaev A.F., Teorija eksploziva, M., 1960:
• Pokrovski G.I., Vzryv, M., 1964;
• Ljahov G. M., Osnove dinamike eksplozije u tlu i tečnim medijima, M., 1964;
• Dokuchaev M. M., Rodionov V. N., Romashov A. N., Eksplozija do oslobađanja, M., 1963:
• Cole R., Podvodne eksplozije, trans. s engleskog, M., 1950;
• Podzemne nuklearne eksplozije, trans. sa engleskog, M., 1962;
• Efekti nuklearnog oružja, trans. sa engleskog, M., 1960;
• Gorbatsky V.G., Kosmičke eksplozije, M., 1967;
• Dubovik A. S., Fotografska registracija brzih procesa, M., 1964.

K. E. Gubkin.

Ovaj članak ili odjeljak koristi tekst

Fizička eksplozija - uzrokovano promjenom fizičkog stanja tvari. Hemijska eksplozija- nastaje brzom hemijskom transformacijom supstanci, u kojoj se potencijalna hemijska energija pretvara u toplotnu i kinetičku energiju ekspanzijskih produkata eksplozije. hitan slučaj, Ovo je eksplozija koja je nastala kao rezultat kršenja proizvodne tehnologije, grešaka osoblja za održavanje ili grešaka napravljenih tokom projektovanja.

Eksplozivna "medicinska sredina" - predstavlja dio prostorije u kojoj može doći do eksplozivne atmosfere u malim koncentracijama i samo na kratko vrijeme zbog upotrebe medicinskih plinova, anestetika, sredstava za čišćenje kože ili dezinficijensa.

Glavni štetni faktori u eksploziji su vazdušni udarni talas, polja fragmentacije, udar projektila okolnih objekata, toplotni faktor (visoka temperatura i plamen), uticaj toksičnih produkata eksplozije i sagorevanja i psihogeni faktor.

Ozljeda eksplozijom nastaje kada štetno djelovanje eksplozije na ljude u zatvorenom prostoru ili na otvorenom prostoru, obično karakterizirano otvorenim i zatvorenim ranama, traumama, potresom mozga, krvarenjima, uključujući unutarnje organe osobe, rupturom bubnih opna, frakturama kostiju , opekotine kože i respiratornog trakta, gušenje ili trovanje, posttraumatski stresni poremećaj.

Eksplozije u industrijskim preduzećima: deformacija, uništenje tehnološke opreme, elektroenergetskih sistema i transportnih vodova, urušavanje konstrukcija i fragmenata prostorija, curenje otrovnih jedinjenja i toksičnih materija. Eksplozivne procesne linije:

elevatori zrna: prašina,

Mlinovi: brašno,

Hemijska preduzeća: ugljovodonici, oksidanti. Osim kiseonika, oksidanti su jedinjenja koja sadrže kiseonik (perhlorat, salitra, barut, termit), neki hemijski elementi(fosfor, brom).

Benzinske pumpe i rafinerije nafte: pare i aerosoli ugljovodonika.

Udaljenost oštećenja na primjeru eksplozije cisterne od 5 tona Baiker U. 1995) I. Termička oštećenja od vatrene lopte: - do 45 m Nespojivo sa životom - do 95 m Opekline III stepena. - do 145 m Opekotine II stepena. - do 150 m Opekotine 1. stepena. - do 240 m Opekline mrežnjače. II. Mehanička oštećenja od udarnog talasa: - do 55 m. Nespojivo sa životom, - do 95 m. TBI, barotrauma pluća i gastrointestinalnog trakta, - do 140 m. Puknuće bubne opne.

Udarni talas može izazvati velike žrtve i uništenje objekata. Veličina pogođenih područja ovisi o snazi ​​eksplozije. Stepen u kojem se koriste sekundarne mjere ovisi o vjerovatnoći nastanka opasne eksplozivne atmosfere. Opasna područja su podijeljena u različite zone prema vjerovatnoći prisustva opasne eksplozivne atmosfere u zavisnosti od vremena i lokalnih uslova.

Zona 0. Područje u kojem postoji stalna, česta ili dugotrajna opasna eksplozivna atmosfera i gdje se mogu stvoriti opasne koncentracije prašine, aerosola ili para. Kao što su mlinovi, sušare, mikseri, silosi, proizvodni pogoni koji koriste gorivo, cjevovodi proizvoda, dovodne cijevi itd.

Zona 1. Područje u kojem se, zbog koncentracije zapaljivih para, aerosola, kovitlanja, taložene prašine, može očekivati ​​slučajna pojava opasne eksplozivne atmosfere. Neposredna blizina otvora za utovar; na mjestima punjenja ili istovara opreme; u područjima sa lomljivom opremom ili linijama od stakla, keramike itd.;

Zona 2. Područje u kojem se može očekivati ​​pojava opasne eksplozivne atmosfere, ali vrlo rijetko i za kraće vremenske periode.

Procjena rizika od eksplozije prašine

U neposrednoj blizini uređaja koji sadrže prašinu iz koje može iscuriti, taložiti se i nakupljati u opasnim koncentracijama (mlinovi). Tokom eksplozije prašine sa niskom koncentracijom u medijumu, talas kompresije u glavi eksplozije može izazvati vrtložno kretanje deponovane prašine, što daje veliku koncentraciju zapaljivog materijala. Rizik od eksplozije mešavine prašine je mnogo manji od gasa, pare ili magle. Zone akcidenta tokom volumetrijskih eksplozija mogu pokriti velike površine. Nesreća na gasovodu u Baškiriji (jun 1989.) 2 sq. km. Poginulo - 871, ranjeno 339 osoba. Problem spašavanja ljudi nakon eksplozije i požara bio je u tome što je u plamenu izgorjela gotovo sva hitna medicinska pomoć, a improvizovanim sredstvima u takvim slučajevima žrtve i spasioci su praktično zaboravljeni.

Glavni kriteriji koji određuju visinu sanitarnih gubitaka su: vrsta eksplozivne naprave, snaga eksplozije, mjesto eksplozije i doba dana. Ovisno o broju i lokaciji oštećenja mogu biti izolirana, višestruka ili kombinirana. Po težini oštećenja: laka, umjerena, teška i izuzetno teška. Tabela 4.1. stepen oštećenja ljudi je prikazan u zavisnosti od količine viška pritiska.

U dodiru sa eksplozivnom napravom dolazi do eksplozivnog razaranja vanjskih dijelova tijela ili destrukcije (odsjecanja) segmenata ekstremiteta. Proces rane ima niz karakteristika: - Akutni masivni gubitak krvi i šok; - Modrice pluća i srca; - Traumatska endotoksikoza; - Kombinovana priroda uticaja štetnih faktora.

Eksplozija- ovo je vrlo brza promjena kemijskog (fizičkog) stanja eksploziva, praćena oslobađanjem velike količine topline i stvaranjem velike količine plinova koji stvaraju udarni val koji svojim pritiskom može izazvati uništenje.

Eksplozivi– posebne grupe supstanci sposobne za eksplozivne transformacije kao rezultat vanjskih utjecaja.
Čuju se eksplozije :

1.Physical– oslobođena energija je unutrašnja energija komprimirani ili ukapljeni plin (tečna para). Sila eksplozije zavisi od unutrašnjeg pritiska. Rezultirajuće uništenje može biti uzrokovano udarnim valom od plina koji se širi ili fragmenata puknutog rezervoara (Primjer: uništenje rezervoara komprimiranog plina, parnih kotlova, kao i snažnih električnih pražnjenja)

2.Chemical- eksplozija uzrokovana brzom egzotermnom kemijskom reakcijom koja se javlja sa stvaranjem visoko komprimiranih plinovitih ili parnih proizvoda. Primjer bi bio eksplozija crnog baruta, u kojoj dolazi do brze hemijske reakcije između salitre, uglja i sumpora, praćeno oslobađanjem značajne količine toplote. Nastali plinoviti proizvodi, zagrijani na visoku temperaturu zbog topline reakcije, imaju visoki tlak i, šireći se, proizvode mehanički rad.

3.Atomske eksplozije. Brze nuklearne ili termonuklearne reakcije (reakcije fisije ili kombinacije atomskih jezgri), tokom kojih se oslobađa vrlo velika količina topline. Proizvodi reakcije, atomska ljuska ili hidrogenska bomba a određena količina okoline koja okružuje bombu trenutno se pretvara u gasove zagrejane na veoma visoku temperaturu, koji imaju odgovarajući visok pritisak. Fenomen je praćen kolosalnim mehaničkim radom.

Hemijske eksplozije se dijele na kondenzovane i volumetrijske eksplozije.

A) Ispod kondenzovani eksploziv se razumeju hemijska jedinjenja i mješavine u čvrstom ili tekućem stanju, koje su pod utjecajem određenih vanjskih uvjeta sposobne za brzu samopromjenjivu kemijsku transformaciju sa stvaranjem jako zagrijanih i visokotlačnih plinova, koji pri širenju proizvode mehanički rad. Ova hemijska transformacija eksploziva se obično naziva eksplozivna transformacija.

Ekscitacija eksplozivne transformacije eksploziva se naziva iniciranje. Da bi se pokrenula eksplozivna transformacija eksploziva, potrebno mu je obezbijediti određeni intenzitet potrebnom količinom energije (početni impuls), koji se može prenijeti na jedan od sljedećih načina:
- mehanički (udar, probijanje, trenje);
- termičke (varnica, plamen, grijanje);
- električni (grijanje, varničenje);
- hemijske (reakcije sa intenzivnim oslobađanjem toplote);
- eksplozija drugog eksplozivnog punjenja (eksplozija detonatorske kapsule ili susednog punjenja).

Kondenzirani eksplozivi su podijeljeni u grupe :

	Karakteristično. Primjeri supstance.
	Izuzetno opasne supstance Nestabilno. Eksplodiraju čak iu najmanjim količinama. Nitrogen trichloride; neka jedinjenja organskog peroksida; bakar acetilid, koji nastaje kada acetilen dođe u kontakt sa bakrom ili legura koja sadrži bakar
	Primarni eksplozivi Manje opasne supstance. Pokretanje veza. Imaju veoma visoka osjetljivost na udarac i termalni efekti. Koriste se uglavnom u detonatorskim kapsulama za iniciranje detonacije u eksplozivnim nabojima. Olovni azid, živin fulminat.
	Sekundarni eksploziv (jaki eksploziv) U njima dolazi do detonacije kada su izloženi jakom udarnom talasu. Potonji se mogu stvoriti tokom njihovog sagorijevanja ili korištenjem detonatora. U pravilu, eksplozivi iz ove grupe su relativno sigurni za rukovanje i mogu se skladištiti u dužem vremenskom periodu. Dinamiti, TNT, heksogen, oktogen, centralit.
	Pogonski eksplozivi, barut Osetljivost na udar je veoma niska i gori relativno sporo. Balistički barut je mješavina nitroceluloze, nitroglicerina i drugih tehnoloških dodataka. Pali se od plamena, varnice ili toplote. Brzo izgore na otvorenom. Eksplodiraju u zatvorenom kontejneru. Na mjestu eksplozije crnog baruta koji sadrži kalijev nitrat, sumpor i drveni ugalj u omjeru 75:15:10 ostaje ostatak koji sadrži ugljik.

Eksplozije se takođe mogu klasifikovati prema vrstama hemijskih reakcija:

1. Reakcija razgradnje - proces razgradnje koji proizvodi plinovite produkte
2. Redox reakcija – reakcija u kojoj zrak ili kisik reagiraju sa redukcijskim agensom
3. Reakcija mješavina - primjer takve mješavine je barut.

B) Volumetrijske eksplozije postoje dvije vrste:

• Eksplozije oblaka prašine (eksplozije prašine) smatraju se eksplozijama prašine u rudnicima i opremi ili unutar zgrade. Takve eksplozivne smjese nastaju prilikom drobljenja, prosijavanja, punjenja i pomicanja prašnjavih materijala. Eksplozivne mješavine prašine imaju nižu koncentraciju granice eksplozije (NKPV), određen sadržajem (u gramima po kubni metar) prašina u vazduhu. Dakle, za sumporni prah, LEL je 2,3 g/m3. Granice koncentracije prašine nisu konstantne i zavise od vlažnosti, stepena mlevenja i sadržaja zapaljivih materija.

Mehanizam eksplozija prašine u rudnicima zasniva se na relativno slabim eksplozijama gasno-vazdušne mešavine vazduha i metana. Takve smjese se već smatraju eksplozivnim pri koncentraciji metana od 5% u smjesi. Eksplozije mješavine plina i zraka uzrokuju turbulencije u strujanju zraka dovoljne da se formira oblak prašine. Paljenje prašine stvara udarni val koji podiže još više prašine i može doći do snažne, destruktivne eksplozije.

Poduzete mjere za sprječavanje eksplozija prašine:

1. ventilaciju prostorija i objekata
2. vlaženje površine
3. razrjeđivanje inertnim plinovima (CO 2, N2) ili silikatnim prahovima

Eksplozije prašine unutar zgrada i opreme najčešće se dešavaju u liftovima, gdje zbog trenja zrna prilikom njihovog kretanja nastaje velika količina fine prašine.

• Eksplozije oblaka pare– procesi brze transformacije, praćeni pojavom udarnog talasa, koji nastaju na otvorenom prostoru kao rezultat paljenja oblaka koji sadrži zapaljivu paru.

Takve pojave nastaju prilikom curenja ukapljenog plina, obično u skučenim prostorima (prostorijama), gdje se maksimalna koncentracija zapaljivih elemenata pri kojoj se oblak brzo zapali.
Mjere poduzete za sprječavanje eksplozija oblaka pare:

1. minimiziranje upotrebe zapaljivog gasa ili pare
2. nedostatak izvora paljenja
3. lokacija instalacija na otvorenom, dobro provetrenom prostoru

Najčešći hitni slučajevi povezani sa eksplozijama gasa, nastaju tokom rada komunalne gasne opreme.

Kako bi se spriječile takve eksplozije, godišnje se provodi održavanje plinske opreme. Zgrade eksplozivnih radionica, konstrukcije i neki paneli u zidovima su lako rušivi, a krovovi se lako skidaju.