Plahvatuse määratlus obzhi poolt. Üldine teave plahvatuse kohta. Aurupilvede plahvatused

suure energiahulga vabastamine piiratud koguses lühikese aja jooksul. V. viib väga kõrge rõhuga kõrgkuumutatud gaasi (plasma) tekkeni, mis paisudes avaldab ümbritsevatele kehadele mehhaanilist mõju (surve, hävitamine). Tahkes keskkonnas kaasneb sellega selle hävitamine ja purustamine. V. viiakse läbi kõige sagedamini vabastamise tõttu keemiline energia lõhkeained.

Suurepärane määratlus

Mittetäielik määratlus ↓

Plahvatus

aine kiire muundumine (plahvatuslik põlemine), millega kaasneb energia vabanemine ja töövõimeliste surugaaside moodustumine. Lööklaine levib keskkonnas. Vabanenud summa c. Energia määrab hävitamise ulatuse (mahu, pindala). Energiakontsentratsiooni väärtus ruumalaühiku kohta määrab hävitamise intensiivsuse plahvatuskohas. Plahvatusrõhk, hoonete kahjustuste skaala kpa 100 hoonete täielik hävimine 5350% hoonete hävimine 28 hoonete keskmised kahjustused 12 hoonete keskmised kahjustused (sisemiste vaheseinte, lengide, uste jms kahjustused) 3 hoonete väikesed kahjustused (purunenud osa) ruumide ja hoonete, välispaigaldiste kategooria määramisel võetakse piirväärtusena inimesele tekitatud kahju. Surve all sisse Alla 5 kPa ei kuulu ruum, hoone, välispaigaldis tule- ja plahvatusohu poolest a ega b kategooriasse. Tahkete ja vedelate ainete (materjalide) difusioonpõlemisel tulekahju tingimustes c. Pole rakendatud. Kuid termilise ja termooksüdatiivse lagunemisproduktide (vesinik, metaan, süsinikoksiid jne) akumuleerumisel suletud mahus võib tekkida V. Näide on sees. Silohoidlad ja punkrid liftide juures, söödatehased. Taimsete materjalide isekuumenemise ja sellele järgneva iseenesliku põlemise käigus kogunevad lagunemissaadused läbipõlenud õõnsustesse ja süttivad võlvide kokkuvarisemisel. Mõeldud V. Neid kasutatakse sõjanduses, kaevandamisel, ehitusel jne.

Ühiskondlikud toitlustusettevõtted kasutavad ja töötlevad põlev- ja plahvatusohtlikke tooraineid erinevas agregatsiooniastmes (essentsid, orgaanilised happed, rasvad, õlid, jahu, tuhksuhkur jne). Lisaks on tootmine varustatud ülerõhu all töötavate anumate ja aparaatidega, sealhulgas külmutusagregaatidega, mille külmaaineks on reeglina plahvatusohtlik gaas või ammoniaak. Kuumutamiseks, kuivatamiseks, praadimiseks, keetmiseks, küpsetamiseks kasutatakse termiliselt töötavaid soojusseadmeid. elektrivool, gaasi-, vedel- ja tahkekütused. Ringlevate ainete omadustest, tehnoloogiliste protsesside olemusest lähtuvalt liigitatakse toiduainete tootmine plahvatusohtlikuks ja tuleohtlikuks.

Plahvatus nimetatakse aine oleku järsu muutumisega kaasnevaks energia kiireks vabanemiseks, millega kaasneb keskkonna hävimine ja lööklaine või plahvatuslaine levimine selles, algenergia üleminekuks aine liikumise energiaks. .

Plahvatuse käigus areneb rõhk kümnete ja sadade tuhandete atmosfääride ulatuses ning liikumiskiirus plahvatusohtlik mõõdetuna kilomeetrites sekundis.

Lõhkeained- need on ühendid või segud, mis on võimelised kiiresti ise levima keemiliselt muunduma, moodustades gaase ja eraldades märkimisväärsel hulgal soojust. Selline muundumine, mis on tekkinud mingil hetkel sobiva impulsi (kuumutamine, mehaaniline löök, teise lõhkeaine plahvatus) mõjul, levib suurel kiirusel kogu lõhkeaine massile.

Suure hulga gaaside kiire moodustumine ja nende kuumutamine kõrgete temperatuurideni (1800 ... 3800 ° C) reaktsioonisoojuse tõttu selgitavad plahvatuskohas kõrge rõhu tekkimise põhjust.

Erinevalt tavapärase kütuse põletamisest kulgeb plahvatusreaktsioon ilma õhuhapniku osaluseta ja võimaldab protsessi suure kiiruse tõttu saada väikeses mahus tohutuid võimsusi. Näiteks 1 kg kivisöe jaoks kulub umbes 11 m 3 õhku ja soojust eraldub ligikaudu 9300 W. 1 kg heksogeeni plahvatus, mille maht on 0,00065 m 3, toimub sajatuhandiksekundi jooksul ja sellega kaasneb 1580 W soojuse eraldumine.

Mõnel juhul on algenergia algusest peale kokkusurutud gaaside soojusenergia. Ühel hetkel võivad sidemete eemaldamise või nõrgenemise tõttu gaasid paisuda ja toimub plahvatus. Seda tüüpi plahvatuse põhjuseks võib pidada surugaasidega silindrite plahvatust. Seda tüüpi plahvatustega on seotud aurukatelde plahvatused. Nendes olevate kokkusurutud gaaside algenergia moodustab aga vaid osa plahvatuse energiast; Olulist rolli mängib siin ülekuumenenud vedelik, mis võib rõhu vähendamisel kiiresti aurustuda.

Plahvatuse põhjused ja olemus võivad olla erinevad.

ketiteooria gaasiplahvatuse toimumine määrab ahelreaktsioonide toimumise tingimused. Ahelreaktsioonid on keemilised reaktsioonid, mille käigus tekivad aktiivsed ained (vabad radikaalid). Erinevalt molekulidest on vabadel radikaalidel vabad küllastumata valentsid, mis viib nende hõlpsa interaktsioonini algsete molekulidega. Kui vaba radikaal interakteerub molekuliga, katkeb selle üks valentssidemetest ja seega moodustub reaktsiooni tulemusena uus vaba radikaal. See radikaal reageerib omakorda kergesti teise lähtemolekuliga, moodustades uuesti vaba radikaali. Selle tulemusena toimub neid tsükleid korrates aktiivsete plahvatuskeskuste arvu laviinilaadne kasv.

Soojusenergia tuleneb termilise tasakaalu rikkumise tingimustest, kus reaktsioonist tulenev soojussisend muutub suuremaks kui soojusülekanne. Reaktsiooni mõjutab lisaks süsteemis toimuv kuumutamine. Selle tulemusena suureneb reaktsioonikiirus järk-järgult, mis viib teatud tingimustel plahvatuseni. Kuumusega kokkupuutel võib tekkida suure võimsusega plahvatus ja suhteliselt aeglane põlemine.

Plahvatus kokkupõrkel on seotud lokaalse mikroskoopilise kuumutamise toimega, mis on eriti tugev kokkupõrkel väga kõrge rõhu tõttu. Kohalik kuumutamine katab tohutul hulgal molekule ja viib teatud tingimustel plahvatuseni.

Plahvatusest tekkiv keskkonna (õhk, vesi, pinnas) kokkusurumine ja liikumine kandub edasi üha kaugematesse kihtidesse. Keskkonnas levib eriline häire – lööklaine ehk plahvatusaine. Kui see laine jõuab ükskõik millisesse ruumipunkti, siis tihedus, temperatuur ja rõhk kasvavad järsult ning keskkonna aine hakkab liikuma laine levimise suunas. Tugeva lööklaine levimise kiirus ületab reeglina oluliselt heli kiirust. Levides see kiirus väheneb ja lõpuks muutub lööklaine tavaliseks helilaineks.

Plahvatuse allika lähedal võib õhu liikumise kiirus ulatuda tuhandete meetriteni sekundis ja liikuva õhu kineetiline energia on võrdne 50% lööklaine koguenergiast.

Kui lööklaine levib mitte inertses keskkonnas, vaid näiteks lõhkeaines, võib see põhjustada selle kiire keemilise muundumise, mis levib läbi aine lainekiirusel, toetab lööklaine ega lase sellel levida. tuhmuma. Seda nähtust nimetatakse detonatsioon ja lööklaine, mis aitab kaasa kiirele reaktsioonile, nimetatakse detonatsioonilaineks.

Iga plahvatus põhjustab reeglina tulekahjusid. Põlemine on põleva aine ja oksüdeeriva aine vaheline keerukas füüsikaline ja keemiline koostoime protsess. Põlemisprotsessis võivad oksüdeerijad olla hapnik, kloor, broom ja mõned muud ained, nagu lämmastikhape, bertolleti sool ja naatriumperoksiid. Põlemisprotsessides levinud oksüdeerija on õhus olev hapnik. Oksüdatsioonireaktsioon võib teatud tingimustel ise kiireneda. Seda oksüdatsioonireaktsiooni isekiirendamise protsessi koos põlemisele üleminekuga nimetatakse isesüttimiseks. Põlemise toimumise ja kulgemise tingimused on sel juhul põleva aine, õhuhapniku ja süüteallika olemasolu. Põlevaine ja hapnik on omavahel reageerivad ained ja moodustavad põleva süsteemi ning süüteallikas põhjustab selles põlemisreaktsiooni.

Põlevad süsteemid võivad olla keemiliselt homogeensed ja heterogeensed. Keemiliselt homogeensed süsteemid hõlmavad süsteeme, milles põlev aine ja õhk on omavahel ühtlaselt segunenud, näiteks põlevate gaaside, aurude või tolmu segud õhuga.

Keemiliselt heterogeensed süsteemid hõlmavad süsteeme, milles põlev aine ja õhk on liidetud, näiteks tahked põlevad materjalid ja vedelikud, õhku sisenevad põlevate gaaside ja aurude joad. Kell. Keemiliselt mittehomogeensete põlevate süsteemide põlemisel difundeerub õhuhapnik pidevalt läbi põlemissaaduste põlevasse ainesse ja seejärel reageerib sellega.

Põlemistsoonis eralduvat soojust tajuvad põlemisproduktid, mille tulemusena need kuumutatakse kõrge temperatuurini, mida nimetatakse põlemistemperatuuriks.

Kineetiline põlemine, st gaaside, aurude või tolmu keemiliselt homogeense põleva segu põlemine õhuga, toimub erinevalt. Kui põlev segu tuleb põletist teatud kiirusega, siis põleb see ühtlase leegiga. Sama segu, mis on täitnud suletud mahu, põlemine võib põhjustada keemilise plahvatuse.

Kineetiline põlemine on võimalik ainult teatud gaasi, aurude, tolmu ja õhu vahekorras. Põlevainete minimaalset ja maksimaalset kontsentratsiooni õhus, mis võivad süttida, nimetatakse süttimise (plahvatuse) alumiseks ja ülemiseks kontsentratsioonipiiriks.

Kõiki segusid, mille kontsentratsioon jääb süttimispiiride vahele, nimetatakse plahvatusohtlikuks ja tuleohtlikuks.

Segud, mille kontsentratsioon on allpool alumist ja ülemist süttivuspiiri, ei ole võimelised põlema suletud ruumides ja neid peetakse ohututeks. Kuid segud, mille kontsentratsioon on üle süttimispiiri, on suletud õhuhulgast väljudes võimelised põlema difusioonleegiga, see tähendab, et nad käituvad nagu aurud ja gaasid, mis ei segune õhuga.

Tuleohtlike ainete kontsentratsioonipiirid ei ole püsivad ja sõltuvad mitmest tegurist. Süttimispiiride muutumist mõjutavad suurel määral süüteallika võimsus, inertgaaside ja aurude segunemine, põleva segu temperatuur ja rõhk.

Süüteallika võimsuse suurenemine viib süüte (plahvatus) ala laienemiseni koos süüte alampiiri vähenemisega ja süüte ülemise piiri suurenemisega.

Kui plahvatusohtlikku segu sisestatakse mittesüttivad gaasid, siis ülemine süttivuspiir langeb järsult ja alumine piir muutub veidi. Süttimisala väheneb ja teatud mittesüttivate gaaside kontsentratsioonil segu lakkab süttimast.

Plahvatusohtliku segu algtemperatuuri tõusuga selle süütevahe laieneb, alumine piir väheneb ja ülemine piir suureneb.

Kui põleva segu rõhk langeb alla normi, väheneb süüteala. Madala rõhu korral muutub segu ohutuks.

Segu alumisel süttimispiiril on tekkiv soojushulk ebaoluline ja seetõttu ei ületa rõhk plahvatuse ajal 0,30 ... 0,35 MPa. Põlevaine kontsentratsiooni suurenemisega suureneb plahvatusrõhk. Enamiku segude puhul on see 1,2 MPa.

Põlevaine kontsentratsiooni edasisel suurenemisel plahvatusrõhk väheneb ja ülemisel süttimispiiril muutub see samaks kui alumisel.

Aurude ja õhu segude plahvatusohtlikud omadused ei erine põlevate gaaside ja õhu segude omadustest. Vedeliku küllastunud aurude kontsentratsioon on teatud suhtes selle temperatuuriga. Neid temperatuure nimetatakse süttimise (plahvatuse) temperatuuripiirideks.

ülemine temperatuuripiir nimetatakse vedeliku kõrgeimaks temperatuuriks, mille juures moodustub küllastunud aurude segu õhuga, mis on siiski võimeline süttima, kuid sellest kõrgemal temperatuuril ei saa tekkivad õhuga segatud aurud suletud mahus süttida.

madalam temperatuuripiir nimetatakse vedeliku madalaimaks temperatuuriks, mille juures moodustub küllastunud aurude ja õhu segu, mis on võimeline süttima, kui sinna tuuakse süüteallikas. Madalamal vedelikutemperatuuril ei ole aurude ja õhu segu süttimisvõimeline.

Vedelike süttimistemperatuuri alumist piiri nimetatakse muidu leekpunktiks, mis võetakse aluseks vedelike klassifitseerimisel tuleohtlikkuse astme järgi. Seega nimetatakse vedelikke, mille leekpunkt on kuni 45 ° C, tuleohtlikuks ja üle 45 ° C põlevateks.

Toiduaineettevõtetes kaasneb paljude tehnoloogiliste protsessidega peene orgaanilise tolmu (jahu, tuhksuhkur, tärklis jne) eraldumine, mis teatud kontsentratsioonil moodustab plahvatusohtliku tolmu-õhu segu.

Tolm võib olla kahes olekus: õhus hõljuv (aerosool) ja settinud seintele, lagedele, seadmete konstruktsiooniosadele jne (aerogeel).

Aerogeeli iseloomustab isesüttimistemperatuur, mis erineb vähe tahke aine isesüttimistemperatuurist.

Aerosooli isesüttimistemperatuur on alati palju kõrgem kui aerogeelil ja ületab isegi aurude ja gaaside isesüttimistemperatuuri. Seda seletatakse asjaoluga, et põleva aine kontsentratsioon aerosooli ruumalaühikus on sadu kordi väiksem kui aerogeelil, seetõttu võib soojuse eraldumise kiirus ületada soojusülekande kiirust ainult oluliselt kõrgel temperatuuril. .

Tabelis. toodud mõnede tolmude aerogeeli ja aerosooli isesüttimistemperatuurid.

Nagu gaasisegude puhul, toimub süttimine ja leegi levik kogu aerosooli mahus ainult siis, kui selle kontsentratsioon on üle alumise süttimispiiri.

Mis puudutab aerosoolide süttivuse ülemisi piire, siis need on nii kõrged, et enamasti on need praktiliselt kättesaamatud. Näiteks suhkrutolmu ülemise süttimispiiri kontsentratsioon on 13500 g/m 3 .

Põlevate ainete isesüttimistemperatuur on erinev. Mõne jaoks ületab see 500 ° C, teiste jaoks jääb see keskkonna piiridesse, mida võib keskmiselt võtta kui 0 ... 50 ° C.

Näiteks kollane fosfor temperatuuril 15°C ise kuumeneb ja süttib. Ained, mis võivad kuumenemata isesüttida, kujutavad endast suurt tuleohtu ja neid nimetatakse isesüttivateks ning nende isesüttimise protsessi põlemisfaasi defineeritakse terminiga isesüttimine. Spontaansed ained jagunevad kolme rühma:

ained, mis süttivad õhuga kokkupuutel iseeneslikult (taimeõlid, loomsed rasvad, pruun- ja mustsüsi, raudsulfiidid, kollane fosfor jne);

ained, mis süttivad veega kokkupuutel iseeneslikult (kaalium, naatrium, kaltsiumkarbiid, leelismetallide karbiidid, kaltsium- ja naatriumfosfor, kustutamata lubi jne);

ained, mis üksteisega segunedes süttivad iseeneslikult (atsetüleen, vesinik, metaan ja etüleen segatuna klooriga; kaaliumpermanganaat segatuna glütseriini või etüleenglükooliga; tärpentin klooris jne).

Suur plahvatus- ja tuleoht toiduettevõtetes on orgaanilise tolmu segunemine õhuga.

Tuleohu järgi jagunevad kõik tolmud sõltuvalt nende omadustest plahvatusohtlikeks aerosoolseisundis ja tuleohtlikeks aerogeeli olekus.

Esimesse plahvatusohtlikkuse klassi kuulub tolm, mille süttivuse (plahvatusohtlikkus) piirmäär on kuni 15 g/m 3 . Sellesse klassi kuuluvad väävli, kampoli, tuhksuhkru jne tolm.

Teise klassi kuulub plahvatusohtlik tolm, mille süttivuspiir (plahvatusohtlikkus) on madalam 16 ... 65 g / m 3. Sellesse rühma kuuluvad tärklise, jahu, ligniini jne tolm.

Aerogeeli olekus tolmud jagunevad tuleohu järgi ka kahte klassi: esimene klass on kõige tuleohtlikum isesüttimistemperatuuriga kuni 250 °C (näiteks tubakatolm - 205 °C, teraviljatolm - 250 °C ° C); teine ​​klass - tuleohtlik isesüttimistemperatuuriga üle 250 ° C (näiteks saepuru - 275 ° C).

Plahvatab 0,0001 sekundi jooksul, vabastades 1,470 kalorit soojust ja umbes. 700 liitrit gaasi. cm. Lõhkeained.

Artiklis on reprodutseeritud väikese nõukogude entsüklopeedia tekst.

Plahvatus, protsess, mille käigus vabastatakse lühikese aja jooksul suur hulk energiat piiratud koguses. Vaakumi tulemusena muutub aine, mis täidab ruumala, milles vabaneb energia, tugevalt kuumutatud ja väga kõrge rõhuga gaasiks. See gaas mõjutab keskkonda suure jõuga, põhjustades selle liikumise. Tahkes keskkonnas plahvatusega kaasneb selle hävimine ja purustamine.

Plahvatusel tekkivat liikumist, mille käigus toimub järsult keskkonna rõhu, tiheduse ja temperatuuri tõus, nimetatakse lööklaine. Lööklaine front levib läbi keskkonna suure kiirusega, mille tulemusena laieneb liikumisega kaetud ala kiiresti. Lööklaine tekkimine on V. iseloomulik tagajärg erinevates meediumites. Kui keskkond puudub, st toimub plahvatus vaakumis, läheb V. energia suurel kiirusel igas suunas lendavate V. saaduste kineetiliseks energiaks. Plahvatuslaine (või V. toodete lendamise) abil vaakumis), V. avaldab mehaanilist mõju objektidele, mis asuvad asukohast B erinevatel kaugustel. Kui kaugus plahvatuskohast, nõrgeneb lööklaine mehaaniline mõju. Vahemaad, mille juures lööklained tekitavad erineva energiaga punktis V sama löögijõu, suurenevad võrdeliselt V energia kuupjuurega. Proportsionaalselt sama väärtusega pikeneb lööklaine mõju ajavahemik.

Erinevat tüüpi plahvatused erinevad energiaallika füüsilise olemuse ja selle vabanemise viisi poolest. Tüüpilised lõhkeainete näited on keemiliste lõhkeainete plahvatused. Lõhkeained on võime kiireks keemiliseks lagunemiseks, mille käigus vabaneb molekulidevaheliste sidemete energia soojuse kujul. Lõhkeaineid iseloomustab keemilise lagunemise kiiruse suurenemine temperatuuri tõustes. Suhteliselt madalal temperatuuril toimub keemiline lagunemine väga aeglaselt, nii et lõhkeaine olek ei pruugi pikka aega märgatavalt muutuda. Sel juhul lõhkeaine ja keskkond tekib termiline tasakaal, mille käigus eemaldatakse soojusjuhtivuse kaudu ainest väljastpoolt pidevalt vabanev väike soojushulk. Kui luuakse tingimused, mille korral eralduval soojusel ei ole aega lõhkeainest väljastpoolt eemaldada, siis temperatuuri tõusu tõttu areneb isekiirenev keemilise lagunemise protsess, mida nimetatakse termiliseks lagunemiseks.Seoses sellega, et soojus eemaldatakse läbi lõhkeaine välispinna ja selle vabanemine toimub kogu aine mahus, termiline tasakaal võib samuti lõhkeaine kogumassi suurenemisega häirida. Seda asjaolu võetakse arvesse lõhkeainete ladustamisel.

Võimalik on ka teine ​​plahvatuse teostamise protsess, mille käigus keemiline muundumine levib läbi lõhkeaine järjestikku kihist kihini laine kujul. Sellise suurel kiirusel liikuva laine esiserv on lööklaine- aine järsk (hüppelaadne) üleminek algolekust väga kõrge rõhu ja temperatuuriga olekusse. Lööklaine toimel kokkusurutud plahvatusohtlik materjal on seisundis, kus keemiline lagunemine toimub väga kiiresti. Selle tulemusena koondub piirkond, kus energia vabaneb, lööklaine pinnaga külgneva õhukese kihina. Energia vabanemine tagab kõrge rõhu püsimise lööklaines konstantsel tasemel. Lõhkeaine keemilise muundamise protsessi, mis viiakse sisse lööklaine abil ja millega kaasneb kiire energia vabanemine, nimetatakse detonatsioon. Detonatsioonilained levivad läbi lõhkeaine väga suure kiirusega, ületades alati helikiirust algaines. Näiteks detonatsioonilaine kiirused tahketes lõhkeainetes on mitu km/sek. Tonn tahket lõhkeainet saab sel viisil muuta väga kõrge rõhuga tihedaks gaasiks 10 -4 sekundiga. Saadud gaaside rõhk ulatub mitmesaja tuhande atmosfäärini. Keemilise lõhkeaine plahvatuse mõju saab konkreetses suunas tugevdada spetsiaalse kujuga lõhkelaengute rakendamisega (vt allpool). Kumulatiivne mõju).

Ainete põhjapanevamate transformatsioonidega seotud plahvatused hõlmavad tuumaplahvatused. Tuumaplahvatuses muundumine aatomi tuumad algaine teiste elementide tuumadesse, millega kaasneb sidumisenergia vabanemine elementaarosakesed(prootonid ja neutronid), mis moodustavad aatomituuma. Tuuma V. põhineb teatud isotoopide võimel rasked elemendid uraani või plutooniumi lõhustumiseni, mille käigus algaine tuumad lagunevad, moodustades kergemate elementide tuumad. Kõigi 50 g uraanis või plutooniumis sisalduvate tuumade lõhustamisel vabaneb sama palju energiat kui 1000 tonni trinitrotolueeni lõhkamisel. See võrdlus näitab, et tuuma transformatsioon on võimeline tootma B. suur jõud. Uraani või plutooniumi aatomi tuuma lõhustumine võib toimuda ühe neutroni kinnipüüdmise tulemusena tuuma poolt. On oluline, et lõhustumise tulemusena tekiks mitu uut neutronit, millest igaüks võib põhjustada teiste tuumade lõhustumist. Selle tulemusena suureneb jagamiste arv väga kiiresti (vastavalt geomeetrilise progressiooni seadusele). Kui eeldada, et iga lõhustumissündmusega kahekordistub teiste tuumade lõhustumist esile kutsuvate neutronite arv, siis vähem kui 90 lõhustumise korral tekib selline arv neutroneid, millest piisab 100 kg uraanis sisalduvate tuumade lõhustamiseks või plutoonium. Selle ainehulga jagamiseks kulub aega ~10 -6 sek. Sellist isekiirenevat protsessi nimetatakse ahelreaktsiooniks (vt. Tuuma ahelreaktsioonid). Tegelikkuses ei põhjusta mitte kõik lõhustumisel tekkivad neutronid teiste tuumade lõhustumist. Kui lõhustuva aine koguhulk on väike, pääseb suurem osa neutronitest ainest välja ilma lõhustumist põhjustamata. Lõhustuvas aines on alati vähe vabu neutroneid, kuid ahelreaktsioon tekib alles siis, kui äsja moodustunud neutronite arv ületab nende neutronite arvu, mis lõhustumist ei tekita. Sellised tingimused tekivad siis, kui lõhustuva materjali mass ületab nn kriitilise massi. V. tekib siis, kui lõhustuva materjali üksikud osad (iga osa mass on kriitilisest väiksem) liidetakse kiiresti üheks tervikuks. kogukaalüle kriitilise massi või tugeva kokkusurumise all, mis vähendab aine pindala ja vähendab seeläbi välja pääsevate neutronite arvu. Selliste tingimuste loomiseks kasutatakse V. tavaliselt keemilise lõhkeainena.

On ka teist tüüpi tuumareaktsioon - kergete tuumade ühinemise reaktsioon, millega kaasneb suure hulga energia vabanemine. Samade elektrilaengute tõukejõud (kõik tuumad on positiivse elektrilaenguga) takistavad termotuumasünteesi reaktsiooni kulgemist, seetõttu peavad seda tüüpi tõhusaks tuumatransformatsiooniks tuumad olema suure energiaga. Selliseid tingimusi saab luua ainete kuumutamisel väga kõrgele temperatuurile. Sellega seoses nimetatakse termotuumareaktsiooniks termotuumareaktsiooni, mis toimub kõrgel temperatuuril. Deuteeriumi tuumade (vesiniku isotoop ²H) ühinemisel vabaneb peaaegu 3 korda rohkem energiat kui sama massi uraani lõhustumisel. Termotuumasünteesiks vajalik temperatuur saavutatakse uraani või plutooniumi tuumaplahvatusel. Seega, kui samasse seadmesse asetada lõhustuv aine ja vesiniku isotoobid, saab läbi viia fusioonireaktsiooni, mille tulemuseks on tohutu jõuga V. Lisaks võimsale lööklainele kaasneb tuumaplahvatusega intensiivne valguse emissioon ja läbitungiv kiirgus (vt joonis 1). Tuumaplahvatuse kahjustavad tegurid).

Ülalkirjeldatud plahvatuste tüüpide puhul sisaldus vabanev energia algselt molekulaarse või tuumaside sisuliselt. On tuuleturbiine, milles vabanev energia tarnitakse välisest allikast. Sellise pinge näide on võimas elektrilahendus mis tahes keskkonnas. Elektrienergia väljalaskepilus vabaneb soojuse kujul, muutes keskkonna kõrge rõhu ja temperatuuriga ioniseeritud gaasiks. Sarnane nähtus tekib siis, kui võimas elektrivool liigub läbi metalljuhi, kui voolutugevus on piisav metalljuhi kiireks auruks muutmiseks. V nähtus esineb ka siis, kui aine puutub kokku fokuseeritud laserkiirgusega (vt. Laser). Üheks plahvatuse tüübiks võib pidada energia kiire vabanemise protsessi, mis tekib kõrgsurvegaasi hoidnud kesta järsu hävimise tagajärjel (näiteks ballooni plahvatus surugaasiga ). B. võib tekkida kokkupõrkel tahked ained liiguvad suurel kiirusel üksteise poole. Kokkupõrkel kineetiline energia kehad muunduvad kokkupõrke hetkel tekkiva võimsa lööklaine levimise tulemusena läbi aine soojuseks. Tahkete kehade suhtelise lähenemise kiirusi, mis on vajalikud selleks, et aine kokkupõrke tagajärjel täielikult auruks muutuks, mõõdetakse kümnetes kilomeetrites sekundis ja sel juhul kujunevad rõhud ulatuvad miljonite atmosfäärideni.

Looduses esineb palju erinevaid nähtusi, millega kaasneb V. Võimsad elektrilahendused atmosfääris äikese (äikese) ajal, äkiline vulkaanipurse, suur meteoriidid on näited erinevat tüüpi V. Kukkumise tulemusena Tunguska meteoriit() V. tekkinud, vabanenud energiahulga poolest ekvivalentne V. ~ 10 7 tonni trinitrotolueeni. Ilmselt rohkemgi suur kogus energia vabanes Krakatoa vulkaani plahvatuse tagajärjel ().

Tohutud plahvatused on kromosfääri rakud päikese käes. Selliste välkude ajal vabanev energia ulatub ~10 17 J (võrdluseks toome välja, et V. 10 6 tonni trinitrotolueeni juures vabaneks energia, mis võrdub 4,2·10 15 J).

Kosmoses toimuvad hiiglaslikud plahvatused on oma olemuselt rakette uued tähed. Sähvatuste ajal, ilmselt mõne tunni jooksul, vabaneb energia 10 38 -10 39 J. Sellist energiat kiirgab Päike 10-100 tuhande aastaga. Lõpuks on veelgi hiiglaslikum V., mis ületab palju inimliku kujutlusvõime piirid, välgud supernoovad, mille juures vabanev energia ulatub ~ 10 43 J ja V. mitme galaktikate tuumades, mille energiahinnang toob kaasa ~ 10 50 J.

Ühe peamise hävitamisvahendina kasutatakse keemiliste lõhkeainete plahvatusi. Neil on suur hävitav jõud tuumaplahvatused. Ühe plahvatus tuumapomm võib energialt olla samaväärne V. kümneid miljoneid tonni keemilist lõhkeainet.

Plahvatused on leidnud laialdast rahumeelset rakendust teaduslikud uuringud ja tööstuses. V. võimaldas saavutada märkimisväärseid edusamme gaaside, vedelike ja tahkete ainete omaduste uurimisel kõrgel rõhul ja temperatuuril (vt. Kõrgsurve). Plahvatuste uurimisel on oluline roll mittetasakaaluliste protsesside füüsika arendamisel, mis uurib massi-, impulsi- ja energiaülekande nähtusi erinevates keskkondades, mehhanismides. faasisiirded ained, keemiliste reaktsioonide kineetika jne. V. mõjul on võimalik saavutada selliseid ainete olekuid, mis on muude uurimismeetoditega kättesaamatud. Elektrilahenduse kanali võimas kokkusurumine keemilise lõhkeaine abil võimaldab lühikese aja jooksul saavutada magnetväljad tohutu pinge [kuni 1,1 Ha/m (kuni 14 miljonit Oe), vt Magnetväli. Valguse intensiivset emissiooni gaasis oleva keemilise lõhkeaine V. ajal saab kasutada optilise kvantgeneraatori (laseri) ergastamiseks. Lõhkeaine plahvatamisel tekkiva kõrgsurve toimel viiakse läbi plahvatusohtlik stantsimine, plahvatuslik keevitamine ja metallide plahvatuslik karastamine.

Lõhkeainete eksperimentaaluuring seisneb lõhkeaine lainete levimiskiiruste ja aine liikumiskiiruste mõõtmises, kiiresti muutuva rõhu mõõtmises, lõhkeainete käigus eralduva elektromagnetilise ja muud liiki kiirguse tiheduse, intensiivsuse jaotuste ning spektraalse koostise mõõtmises. Need andmed võimaldavad saada teavet V-ga kaasnevate erinevate protsesside kiiruse kohta ja määrata vabanenud energia koguhulka. Aine rõhk ja tihedus lööklaines on seotud teatud seostega lööklaine kiiruse ja aine kiirusega. See asjaolu võimaldab näiteks arvutada kiiruse mõõtmise põhjal rõhku ja tihedusi juhtudel, kui nende otsene mõõtmine on mingil põhjusel kättesaamatu. Söötme olekut ja liikumiskiirust iseloomustavate peamiste parameetrite mõõtmiseks kasutatakse erinevaid andureid, mis muudavad teatud tüüpi löögi elektrisignaaliks, mis salvestatakse ostsilloskoop või muu salvestusseade. Kaasaegsed elektroonikaseadmed võimaldavad registreerida ~ 10 -11 sek intervalliga toimuvaid nähtusi. Valguskiirguse intensiivsuse ja spektraalse koostise mõõtmised spetsiaalsete fotoelemendid ja spektrograafid olla teabeallikaks aine temperatuuri kohta. Pildistamisega kaasnevate nähtuste jäädvustamiseks kasutatakse laialdaselt kiiret pildistamist, mida saab teha kiirusega kuni 10 9 kaadrit sekundis.

Gaaside lööklainete laboratoorsetes uuringutes kasutatakse sageli spetsiaalset seadet - löögitoru (vt joonis 1). Aerodünaamiline toru). Lööklaine sellises torus tekib kõrg- ja madalrõhugaasi eraldava membraani kiire hävimise tulemusena (seda protsessi võib pidada lihtsaimaks puhumisviisiks). Lainete uurimisel lööktorudes kasutatakse tõhusalt interferomeetreid ja penumbral optilisi seadmeid, mille töö põhineb gaasi murdumisnäitaja muutusel selle tiheduse muutumise tõttu.

Oma tekkekohast pikki vahemaid levivad plahvatusohtlikud lained on teabeallikaks atmosfääri struktuuri ja Maa sisekihtide kohta. V. kohast väga suurel kaugusel olevad lained registreeritakse ülitundlike seadmetega, mis võimaldavad registreerida õhurõhu kõikumisi kuni 10–6 atmosfääri (0,1 n / m²) või pinnase liikumist ~ 10–9 m.

Kirjandus:

• Sadovsky M.A., Plahvatuse õhulööklainete mehaaniline toime eksperimentaalsetel andmetel, kogumikus: Physics of the explosion, nr 1, M., 1952;
• Baum F. A., Stanyukovitš K. P. ja Shekhter B. I., Fizika vzryva, M., 1959;
• Andreev K. K. ja Beljajev A. F., Lõhkeainete teooria, M., 1960:
• Pokrovsky G. I., Plahvatus, M., 1964;
• Lyakhov G. M., Plahvatusdünaamika alused pinnases ja vedelas keskkonnas, M., 1964;
• Dokuchaev M. M., Rodionov V. N., Romashov A. N., Väljapaiskuv plahvatus, M., 1963:
• Cole R., Veealused plahvatused, tlk. inglise keelest, M., 1950;
• Maa-alused tuumaplahvatused, trans. inglise keelest, M., 1962;
• Tuumarelvade tegevus, tlk. inglise keelest, M., 1960;
• Gorbatski V. G., Kosmoseplahvatused, M., 1967;
• Dubovik A.S., Kiirete protsesside fotoregistreerimine, M., 1964.

K. E. Gubkin.

See artikkel või jaotis kasutab teksti

füüsiline plahvatus - põhjustatud aine füüsikalise oleku muutumisest. keemiline plahvatus- on põhjustatud ainete kiirest keemilisest muundumisest, mille käigus potentsiaalne keemiline energia muundatakse paisuvate plahvatusproduktide soojus- ja kineetiliseks energiaks. Hädaolukord, see on plahvatus, mis toimus tootmistehnoloogia rikkumise, hoolduspersonali vigade või projekteerimisel tehtud vigade tagajärjel.

Plahvatusohtlik "meditsiiniline keskkond" - on ruumi osa, milles plahvatusohtlik keskkond võib tekkida väikestes kontsentratsioonides ja ainult lühiajaliselt meditsiiniliste gaaside, anesteetikumide, nahapuhastus- või desinfektsioonivahendite kasutamise tõttu.

Plahvatuse peamised kahjustavad tegurid on õhulööklaine, killustamisväljad, ümbritsevate objektide edasiliikuvad mõjud, termiline tegur (kõrge temperatuur ja leek), kokkupuude mürgiste plahvatus- ja põlemisproduktidega ning psühhogeenne tegur.

Plahvatusohtlik vigastus tekib siis, kui plahvatuse mõju inimestele kinnises ruumis või lagedal alal iseloomustavad reeglina lahtised ja kinnised haavad, vigastused, muljumine, verevalumid, sh inimese siseorganites, rebendid. kuulmekile, luumurrud, naha- ja hingamisteede põletused, lämbumine või mürgistus, posttraumaatiline stressihäire.

Plahvatused tööstusettevõtetes: deformatsioon, tehnoloogiliste seadmete, elektrisüsteemide ja transpordiliinide hävimine, konstruktsioonide ja ruumide killud, mürgiste ühendite ja mürgiste ainete lekkimine. Plahvatusohtlikud tehnoloogilised liinid:

Teravilja elevaatorid: tolm,

Veskid: jahu,

Keemiatehased: süsivesinikud, oksüdeerijad. Lisaks hapnikule on oksüdeerivad ained hapnikku sisaldavad ühendid (perkloraat, soolpeeter, püssirohi, termiit), mõned keemilised elemendid(fosfor, broom).

Tanklad ja naftarafineerimistehased: süsivesinike aurud ja aerosoolid.

Kahjustuse kaugus tankeri plahvatuse näitel on 5 tonni.Baiker U. 1995) I. Tulekera löögist tulenevad termilised kahjustused: - kuni 45 m. Eluga kokkusobimatu, - kuni 95 m Põletused III astmest. - kuni 145 m II astme põletused. - kuni 150 m Põletused I tn. - kuni 240 m. Võrkkesta põletused. II. Lööklaine mehaaniline kahjustus: - kuni 55 m.Eluga mitteühilduv, - kuni 95m.Peatrauma, kopsude ja seedetrakti barotrauma, - kuni 140 m.Kuulmekile rebend.

Lööklaine võib põhjustada suuri inimkaotusi ja konstruktsioonide hävimist. Mõjutatud piirkondade suurus sõltub plahvatuse võimsusest. Teiseste meetmete kasutamise ulatus sõltub ohtliku plahvatusohtliku keskkonna tekkimise tõenäosusest. Ohtlikud alad jaotatakse erinevatesse tsoonidesse vastavalt ajast ja lokaalselt sõltuvale ohtliku plahvatusohtliku keskkonna esinemise tõenäosusele.

Tsoon 0. Piirkond, kus on püsiv, sage või pikaajaline ohtlik plahvatusohtlik keskkond ja kus võib tekkida ohtlik kontsentratsioon tolmu, aerosoole või auru. Näiteks veskid, kuivatid, segistid, silohoidlad, kütust kasutavad tootmisrajatised, tootetorustikud, toitetorud jne.

Tsoon 1. Piirkond, kus tuleohtlike aurude, aerosoolide, keerise, ladestunud tolmu kontsentratsiooni tõttu on oodata ohtliku plahvatusohtliku keskkonna juhuslikku tekkimist. Laadimisluukide lähedus; seadmete täitmise või mahalaadimise kohtades; piirkondades, kus on haprad seadmed või klaasist, keraamikast jne valmistatud liinid;

Tsoon 2. Piirkond, kus võib oodata ohtlikku plahvatusohtlikku keskkonda, kuid väga harva ja lühiajaliselt.

Tolmu plahvatusohu hindamine

Tolmu sisaldavate seadmete vahetus läheduses, millest see võib lekkida, settida ja koguneda ohtlikus kontsentratsioonis (veskid). Madala kontsentratsiooniga keskkonnas toimuva tolmuplahvatuse korral võib plahvatuse pea kokkusurumise laine põhjustada ladestunud tolmu keerise, mis annab põleva materjali kõrge kontsentratsiooni. Tolmusegu plahvatusoht on palju väiksem kui gaasi, auru või udu plahvatusoht. Mahuliste plahvatuste ajal toimuvate õnnetuste tsoonid võivad hõlmata suuri alasid. Õnnetus gaasijuhtmel Baškiirias (juuni 1989) II kv km. Surma sai 871, haavata 339 inimest. Inimeste päästmise probleem pärast plahvatust ja tulekahju oli see, et peaaegu kõik erakorralised meditsiiniseadmed põlesid leegis läbi ja umbes improviseeritud vahendid sellistel juhtudel unustatakse ohvrid ja päästjad peaaegu ära.

Peamised sanitaarkadude suurust määravad kriteeriumid on: lõhkekeha tüüp, plahvatuse võimsus, plahvatuse asukoht ja kellaaeg. Sõltuvalt kahjustuste arvust ja lokaliseerimisest võivad need olla isoleeritud, mitmekordsed ja kombineeritud. Vigastuste raskusastme järgi: kerge, keskmine, raske ja üliraske. Tabel 4.1. Esitatakse inimeste kahjustuste määr sõltuvalt ülerõhu suurusest.

Kokkupuutel lõhkekehaga toimub keha välisosade plahvatuslik hävimine või jäsemete segmentide hävimine (irdumine). Haavaprotsessil on sel juhul mitmeid tunnuseid: - Äge massiivne verekaotus ja šokk; - Kopsude ja südame muljumised; - traumaatiline endotoksikoos; - Kahjulike tegurite mõju kombineeritud olemus.

Plahvatus- see on lõhkeaine keemilise (füüsikalise) oleku väga kiire muutus, millega kaasneb suure hulga soojuse eraldumine ja suure hulga gaaside moodustumine, mis tekitavad lööklaine, mis võib oma rõhuga hävitada.

lõhkeained (lõhkeained)- spetsiaalsed ainete rühmad, mis on välismõjude mõjul plahvatusohtlikud muundumised.
Eristage plahvatusi :

1. Füüsiline– vabanev energia on kokkusurutud ehk veeldatud gaasi (vedelauru) siseenergia. Plahvatuse tugevus sõltub siserõhust. Tekkinud hävingu võib põhjustada paisuva gaasi lööklaine või purunenud paagi killud (näide: surugaasipaakide, aurukatelde hävimine, aga ka võimsad elektrilahendused)

2.Keemiline- plahvatus, mis on põhjustatud kiirest eksotermilisest keemilisest reaktsioonist, mille käigus moodustuvad kõrgelt kokkusurutud gaasilised või aurud. Näide oleks musta pulbri plahvatus, mille käigus toimub soolapeetri, kivisöe ja väävli vahel kiire keemiline reaktsioon, millega kaasneb märkimisväärne soojushulk. Saadud gaasilised tooted, mis kuumutatakse reaktsioonisoojuse tõttu kõrgele temperatuurile, on kõrge rõhuga ja paisudes tekitavad mehaanilist tööd.

3.aatomiplahvatused. Kiired tuuma- või termotuumareaktsioonid (lõhustumisreaktsioonid või aatomituumade kombinatsioonid), mille käigus eraldub väga palju soojust. Reaktsiooniproduktid, aatomi kest või vesinikupomm ja teatud kogus pommi ümbritsevat keskkonda muutub koheselt väga kõrgele temperatuurile kuumutatud gaasideks, millel on vastavalt kõrge rõhk. Nähtusega kaasneb kolossaalne mehaaniline töö.

Keemilised plahvatused jagunevad kondenseeritud ja mahulised plahvatused.

AGA) Under kondenseerunud lõhkeained aru saanud keemilised ühendid ja segud, mis on tahkes või vedelas olekus, mis teatud välistingimuste mõjul on võimelised kiiresti iseeneslikult levima keemilise muundumise teel, mille käigus moodustuvad kõrgelt kuumutatud ja kõrgsurvegaasid, mis paisudes tekitavad mehaanilisi tööd. Sellist lõhkeainete keemilist muundamist nimetatakse tavaliselt plahvatusohtlik transformatsioon.

Lõhkeainete plahvatusliku muundumise ergastust nimetatakse algatus. Lõhkeaine plahvatusliku muundumise algatamiseks on vaja seda teatud intensiivsusega teavitada vajalikust energiahulgast (esialgne impulss), mida saab üle kanda ühel järgmistest viisidest:
- mehaaniline (löök, torge, hõõrdumine);
- termiline (säde, leek, küte);
- elektriline (küte, sädelahendus);
- keemiline (intensiivse soojuseraldusega reaktsioonid);
- muu lõhkelaengu plahvatus (detonaatori korgi või sellega külgneva laengu plahvatus).

Kondenseerunud lõhkeained jaotatakse rühmadesse :

	Iseloomulik. Aine näited.
	Äärmiselt ohtlikud ained Ebastabiilne. Plahvata ka kõige väiksemates kogustes. Lämmastiktrikloriid; mõned orgaanilised peroksiidi ühendid; vase atsetüleniid, mis tekib atsetüleeni kokkupuutel vasega või vasesulam
	Peamised lõhkeained Vähem ohtlikke aineid. Ühenduste algatamine. Omavad väga kõrge tundlikkus lüüa ja termiline efekt. Neid kasutatakse peamiselt detonaatorikapslites lõhkelaengute detonatsiooni algatamiseks. Pliasiid, elavhõbeda fulminaat.
	Sekundaarsed lõhkeained (lõhkeained) Detonatsiooni ergastus neis tekib tugeva lööklaine mõjul. Viimaseid saab luua nende põlemise käigus või detonaatori abil. Selle rühma lõhkeaineid on reeglina suhteliselt ohutu käsitseda ja neid saab pikka aega säilitada. Dünamiidid, TNT, heksogeen, oktogeen, tsentraliit.
	Lõhkeainete, püssirohu viskamine Põrutustundlikkus on väga väike, nad põlevad suhteliselt aeglaselt. Ballistilised pulbrid on nitrotselluloosi, nitroglütseriini ja muude tehnoloogiliste lisandite segu. Süttida leegi, sädeme või kuumuse toimel. Nad põlevad kiiresti õues. Need plahvatavad suletud anumas. Kaaliumnitraati, väävlit ja puusütt vahekorras 75:15:10 sisaldava musta pulbri plahvatuspaika jääb süsinikku sisaldav jääk.

Plahvatusi saab klassifitseerida ka keemiliste reaktsioonide tüübi järgi:

1. Lagunemisreaktsioon - lagunemisprotsess, mille käigus saadakse gaasilised saadused
2. Redoksreaktsioon on reaktsioon, mille käigus õhk või hapnik reageerib redutseeriva ainega.
3. Segude reaktsioon - sellise segu näiteks on püssirohi.

B) Mahulised plahvatused on kahte tüüpi:

• Tolmupilvede plahvatused (tolmuplahvatused) peetakse tolmuplahvatusteks kaevanduste galeriides ja seadmetes või hoone sees. Sellised plahvatusohtlikud segud tekivad tolmuste materjalide purustamisel, sõelumisel, täitmisel ja teisaldamisel. Plahvatusohtlikel tolmusegudel on madalam plahvatusohtliku kontsentratsiooni piir (NKPV), mille määrab õhus leiduva tolmu sisaldus (grammides kuupmeetri kohta). Seega on väävlipulbri puhul LEF 2,3 g/m3. Tolmu kontsentratsioonipiirid ei ole püsivad ja sõltuvad niiskusest, jahvatusastmest, põlevate ainete sisaldusest.

Tolmuplahvatuste mehhanism kaevandustes põhineb õhu ja metaani gaasi-õhu segu suhteliselt nõrkadel plahvatustel. Selliseid segusid peetakse plahvatusohtlikuks juba 5% metaani kontsentratsioonil segus. Gaasi-õhu segu plahvatused põhjustavad õhuvooludes turbulentsi, mis on piisav tolmupilve moodustamiseks. Tolmu süttimine tekitab lööklaine, mis tõstab veelgi tolmu ja siis võib tekkida võimas hävitav plahvatus.

Tolmuplahvatuste vältimiseks rakendatud meetmed:

1. ruumide, objektide ventilatsioon
2. pinna niisutamine
3. lahjendamine inertgaaside (CO 2, N2) või silikaatpulbritega

Hoonete ja seadmete sisesed tolmuplahvatused toimuvad kõige sagedamini elevaatorite juures, kus terade hõõrdumise tõttu tekib nende liikumisel suur hulk peentolmu.

• Aurupilvede plahvatused- kiired muundumisprotsessid, millega kaasneb plahvatuslaine ilmumine, mis toimuvad vabas õhus põlevat auru sisaldava pilve süttimise tagajärjel.

Sellised nähtused tekivad siis, kui vedelgaas lekib reeglina kinnistes ruumides (ruumides), kus põlevate elementide piirkontsentratsioon tõuseb kiiresti, mille juures pilv süttib.
Aurupilvede plahvatuste vältimiseks võetavad meetmed:

1. põleva gaasi või auru kasutamise minimeerimine
2. süüteallikate puudumine
3. paigaldiste asukoht avatud, hästi ventileeritavas kohas

Kõige tavalisemad sellega seotud hädaolukorrad gaasi plahvatustega, tekivad munitsipaalgaasiseadmete töötamise käigus.

Selliste plahvatuste vältimiseks tehakse igal aastal gaasiseadmete ennetavat hooldust. Plahvatusohtlike töökodade hooned, konstruktsioonid, osa seintes olevatest paneelidest on muudetud kergesti purunevateks, katused kukuvad kergesti alla.