Definiția exploziei în obzh. Informații generale despre explozie. Explozii de nori de vapori

eliberând o cantitate mare de energie într-un volum limitat într-o perioadă scurtă de timp. V. duce la formarea de gaz (plasme) foarte încălzit cu foarte presiune mare, care, atunci când este extins, are un efect mecanic (presiune, distrugere) asupra corpurilor din jur. Într-un mediu solid este însoțit de distrugerea și zdrobirea lui. V. se realizează cel mai adesea datorită eliberării energie chimică explozivi.

Definiție excelentă

Definiție incompletă ↓

Explozie

transformarea rapidă a materiei (combustie explozivă), însoțită de eliberarea de energie și formarea de gaze comprimate capabile să producă muncă. Unda de explozie se propagă prin mediu. Suma eliberată la c. Energia determină scara (volumul, suprafața) distrugerii. Cantitatea de concentrație de energie pe unitatea de volum determină intensitatea distrugerii la sursa exploziei. Presiunea de explozie, scara kpa a deteriorarii clădirilor 100 distrugerea completă a clădirilor 5350% distrugerea clădirilor 28 daune medii la clădiri 12 daune moderate la clădiri (deteriorări la pereții despărțitori interioare, cadre, uși etc.) 3 pagube minore la clădiri (parte din geamul este spart) Presiunea de explozie 5 kpa, care caracterizează daune umane netraumatice este acceptată ca valoare de limită la determinarea categoriei de spații și clădiri, instalații exterioare. La presiune înăuntru. Sub 5 kPa, o încăpere, o clădire sau o instalație exterioară nu aparține categoriei a sau b în ceea ce privește pericolul de explozie și incendiu. În timpul arderii prin difuzie a substanțelor (materialelor) solide și lichide în condiții de incendiu c. Nu este implementat. Cu toate acestea, odată cu acumularea într-un volum închis a produselor de distrugere termică și termo-oxidativă (hidrogen, metan, monoxid de carbon etc.) poate apărea B.. Un exemplu este în. Silozuri și buncăre la lifturi, fabrici de furaje. În timpul autoîncălzirii și a arderii spontane ulterioare a materialelor vegetale, produsele de descompunere se acumulează în cavitățile arse și, atunci când bolțile se prăbușesc, se aprind din aer. PROIECTAT V. Folosit în afaceri militare, minerit, construcții etc.

Unitățile de alimentație publică utilizează și prelucrează materii prime inflamabile și explozive în diverse stări de agregare (esențe, acizi organici, grăsimi, uleiuri, făină, zahăr pudră etc.). În plus, producția este echipată cu vase și aparate care funcționează sub presiune excesivă, inclusiv unități frigorifice, al căror agent frigorific este de obicei gaz exploziv sau amoniac. Pentru încălzire, uscare, prăjire, gătit, coacere se folosesc echipamente termice care funcționează pe dezvoltare termică. curent electric, combustibili gazosi, lichizi si solizi. Pe baza proprietăților substanțelor circulante și a naturii proceselor tehnologice, producția de alimente este clasificată ca pericol de explozie și incendiu.

Explozie este eliberarea rapidă de energie asociată cu o schimbare bruscă a stării unei substanțe, însoțită de distrugerea mediului și propagarea unei unde de șoc sau de explozie în acesta, trecerea energiei inițiale în energia de mișcare a substanţă.

În timpul unei explozii se dezvoltă presiuni de zeci și sute de mii de atmosfere și viteze de mișcare exploziv măsurată în kilometri pe secundă.

Explozivi- este vorba de compuși sau amestecuri capabile de transformare chimică rapidă, cu autopropagare, cu formarea de gaze și degajarea unei cantități semnificative de căldură. O astfel de transformare, care a apărut în orice punct sub influența unui impuls corespunzător (încălzire, șoc mecanic, explozia unui alt exploziv), se răspândește cu viteză mare la întreaga masă a explozivului.

Formarea rapidă a unor volume semnificative de gaze și încălzirea acestora la temperaturi ridicate (1800 ... 3800 ° C) datorită căldurii de reacție explică motivul apariției presiunii înalte la locul exploziei.

Spre deosebire de arderea combustibilului convențional, reacția de explozie are loc fără participarea oxigenului atmosferic și, datorită vitezei mari a procesului, permite obținerea unei puteri enorme într-un volum mic. De exemplu, 1 kg de cărbune necesită aproximativ 11 m 3 de aer și se eliberează aproximativ 9300 W de căldură. Explozia a 1 kg de hexogen, ocupând un volum de 0,00065 m 3, are loc într-o sută de miimi de secundă și este însoțită de degajarea a 1580 W de căldură.

În unele cazuri, energia inițială este energia termică a gazelor comprimate încă de la început. La un moment dat, din cauza eliminării sau slăbirii legăturilor, gazele se pot extinde și va avea loc o explozie. Acest tip de explozie include explozia buteliilor de gaz comprimat. Exploziile cazanelor cu abur sunt aproape de acest tip de explozie. Cu toate acestea, energia inițială a gazelor lor comprimate este doar o parte a energiei de explozie; Un rol semnificativ îl joacă aici prezența lichidului supraîncălzit, care se poate evapora rapid atunci când presiunea scade.

Cauzele și natura exploziei pot fi diferite.

Teoria lanțului apariţia unei explozii de gaz determină condiţiile în care au loc reacţiile în lanţ. Reacțiile în lanț sunt reacții chimice în care substanțe active(radicali liberi). Radicalii liberi, spre deosebire de molecule, au valențe nesaturate libere, ceea ce duce la o interacțiune ușoară a acestora cu moleculele originale. Când un radical liber interacționează cu o moleculă, unul dintre legături de valență acesta din urmă și, astfel, în urma reacției se formează un nou radical liber. Acest radical, la rândul său, reacționează ușor cu o altă moleculă părinte, formând din nou un radical liber. Ca urmare, prin repetarea acestor cicluri, are loc o creștere asemănătoare unei avalanșe a numărului de centre explozive active.

Energie termică provine din condițiile de încălcare a echilibrului termic, în care aportul de căldură datorat reacției devine mai mare decât transferul de căldură. Încălzirea care are loc în sistem afectează suplimentar reacția. Rezultatul este o creștere progresivă a vitezei de reacție, conducând în anumite condiții la o explozie. Când este expus la căldură, poate apărea o explozie de mare putere și o ardere relativ lentă.

Explozie la impact este asociată cu acțiunea încălzirii microscopice locale, care este deosebit de puternică datorită prezenței presiunii foarte mari la impact. Încălzirea locală acoperă un număr mare de molecule și, în anumite condiții, duce la o explozie.

Compresia și mișcarea mediului (aer, apă, sol) care are loc în timpul unei explozii se transmit în straturi din ce în ce mai îndepărtate. Un tip special de perturbare se propagă în mediu - o undă de șoc sau explozie. Când această undă ajunge în orice punct al spațiului, densitatea, temperatura și presiunea cresc brusc și materia mediului începe să se miște în direcția de propagare a undei. Viteza de propagare a unei unde de șoc puternic, de regulă, depășește semnificativ viteza sunetului. Pe măsură ce se propagă, această viteză scade și, în cele din urmă, unda de șoc se transformă într-o undă sonoră obișnuită.

În apropierea sursei exploziei, viteza de mișcare a aerului poate atinge mii de metri pe secundă, iar energia cinetică a aerului în mișcare este egală cu 50% din energia totală a undei de șoc.

Când o undă de șoc se propagă nu într-un mediu inert, ci, de exemplu, într-o substanță explozivă, poate provoca o transformare chimică rapidă, care se răspândește prin substanță cu viteza undei, susține unda de șoc și nu o permite. a muri. Acest fenomen se numește detonaţie, iar unda de șoc care favorizează o reacție rapidă se numește undă de detonare.

De regulă, orice explozie provoacă incendii. Arderea este un proces fizic și chimic complex de interacțiune între o substanță combustibilă și un oxidant. Agenții oxidanți în procesul de ardere pot fi oxigenul, clorul, bromul și alte substanțe, cum ar fi acidul azotic, sarea Berthollet și peroxidul de sodiu. Un agent oxidant comun în procesele de ardere este oxigenul din aer. Reacția de oxidare se poate auto-accelera în anumite condiții. Acest proces de autoaccelerare a reacției de oxidare cu trecerea acesteia la ardere se numește autoaprindere. Condițiile pentru apariția și apariția arderii în acest caz sunt prezența unei substanțe inflamabile, oxigenul atmosferic și o sursă de aprindere. Substanța combustibilă și oxigenul sunt substanțe care reacţionează și constituie un sistem combustibil, iar sursa de aprindere provoacă o reacție de ardere în acesta.

Sistemele combustibile pot fi omogene sau eterogene din punct de vedere chimic. Sistemele omogene din punct de vedere chimic includ sisteme în care o substanță inflamabilă și aerul sunt amestecate uniform între ele, de exemplu, amestecuri de gaze inflamabile, vapori sau pulberi cu aer.

Sistemele eterogene din punct de vedere chimic includ sisteme în care o substanță inflamabilă și aerul au interfețe, de exemplu, materiale combustibile solide și lichide, jeturi de gaze inflamabile și vapori care intră în aer. La. În arderea sistemelor combustibile eterogene din punct de vedere chimic, oxigenul aerului difuzează continuu prin produsele de ardere către substanța combustibilă și apoi reacționează cu aceasta.

Căldura degajată în zona de ardere este percepută de produsele de ardere, în urma cărora se încălzesc până la temperatură ridicată, care se numește temperatura de ardere.

Arderea cinetică, adică arderea unui amestec combustibil omogen chimic de gaze, vapori sau praf cu aer, are loc în moduri diferite. Dacă amestecul combustibil provine de la arzător cu o anumită viteză, atunci arde cu o flacără stabilă. Arderea aceluiași amestec care umple un volum închis poate provoca o explozie chimică.

Arderea cinetică este posibilă numai la un anumit raport de gaz, vapori, praf și aer. Concentrațiile minime și maxime ale substanțelor inflamabile din aer care se pot aprinde se numesc limitele inferioare și superioare de concentrație de aprindere (explozie).

Toate amestecurile ale căror concentrații se află între limitele de inflamabilitate sunt numite explozive și periculoase de incendiu.

Amestecurile ale căror concentrații sunt sub limitele inferioare și peste limitele superioare de inflamabilitate nu sunt capabile să ardă în volume închise și sunt considerate sigure. Cu toate acestea, amestecurile a căror concentrație este peste limita superioară de inflamabilitate sunt capabile să ardă cu o flacără de difuzie atunci când lasă un volum închis de aer, adică se comportă ca vapori și gaze care nu sunt amestecate cu aerul.

Limitele de concentrație inflamabilă sunt variabile și depind de o serie de factori. Puterea sursei de aprindere, amestecul de gaze și vapori inerți, temperatura și presiunea amestecului combustibil au o mare influență asupra modificării limitelor de aprindere.

O creștere a puterii sursei de aprindere duce la o extindere a regiunii de aprindere (explozie) cu o scădere a limitei inferioare și o creștere a limitei superioare de aprindere.

Când gaze neinflamabile sunt introduse într-un amestec exploziv, are loc o scădere bruscă a limitei superioare de aprindere și o ușoară modificare a limitei inferioare. Zona de aprindere este redusă și la o anumită concentrație de gaze neinflamabile amestecul încetează să se aprindă.

Odată cu creșterea temperaturii inițiale a amestecului exploziv, intervalul său de aprindere se extinde, în timp ce limita inferioară scade și limita superioară crește.

Când presiunea amestecului combustibil scade sub normal, aria de aprindere scade. La presiune scăzută, amestecul devine sigur.

La limita inferioară de aprindere a amestecului, cantitatea de căldură generată este nesemnificativă și de aceea presiunea în timpul exploziei nu depășește 0,30 ... 0,35 MPa. Pe măsură ce crește concentrația de substanță inflamabilă, crește presiunea de explozie. Pentru majoritatea amestecurilor este de 1,2 MPa.

Odată cu o creștere suplimentară a concentrației substanței inflamabile, presiunea de explozie scade și la limita superioară de aprindere devine aceeași ca la limita inferioară.

Proprietățile explozive ale amestecurilor de vapori cu aer nu diferă de proprietățile amestecurilor de gaze inflamabile cu aer. Concentrația de vapori saturați ai unui lichid are o anumită relație cu temperatura acestuia. Aceste temperaturi sunt numite limite de temperatură de aprindere (explozivitate).

Limita superioara de temperatura este temperatura cea mai ridicată a unui lichid la care se formează un amestec de vapori saturați cu aer, care este încă capabil de aprindere, dar peste această temperatură vaporii rezultați amestecați cu aer într-un volum închis nu se pot aprinde.

Limită inferioară de temperatură este temperatura cea mai scăzută a unui lichid la care se formează un amestec de vapori saturați cu aer, capabil să se aprindă atunci când i se aduce o sursă de aprindere. La o temperatură mai scăzută a lichidului, amestecul de vapori și aer nu se poate aprinde.

Limita inferioară de temperatură de aprindere a lichidelor este altfel numită punct de aprindere, care este luată ca bază pentru clasificarea lichidelor în funcție de gradul de pericol de incendiu. Astfel, lichidele cu un punct de aprindere de până la 45 °C sunt numite inflamabile, iar peste 45 °C - inflamabile.

La întreprinderile alimentare, multe procese tehnologice sunt însoțite de eliberarea de praf organic fin (făină, zahăr pudră, amidon etc.), care la o anumită concentrație formează un amestec exploziv praf-aer.

Praful poate fi în două stări: suspendat în aer (aerosol) și depus pe pereți, tavane, părți structurale ale echipamentelor etc. (aerogel).

Aerogelul se caracterizează printr-o temperatură de autoaprindere care diferă puțin de temperatura de autoaprindere solid.

Temperatura de autoaprindere a unui aerosol este întotdeauna semnificativ mai mare decât cea a unui aerogel și chiar depășește temperatura de autoaprindere a vaporilor și gazelor. Acest lucru se explică prin faptul că concentrația unei substanțe inflamabile pe unitatea de volum a unui aerosol este de sute de ori mai mică decât cea a unui aerogel, prin urmare rata de eliberare a căldurii poate depăși rata transferului de căldură doar la o temperatură semnificativ ridicată.

În tabel Sunt date temperaturile de autoaprindere ale aerogelului și aerosolului unor pulberi.

Ca și în cazul amestecurilor de gaze, aprinderea și propagarea flăcării în întregul volum al aerosolului are loc numai dacă concentrația acestuia este peste limita inferioară de inflamabilitate.

În ceea ce privește limitele superioare de inflamabilitate ale aerosolilor, acestea sunt atât de mari încât în ​​majoritatea cazurilor sunt practic de neatins. De exemplu, concentrația limitei superioare de inflamabilitate a prafului de zahăr este de 13500 g/m 3 .

Temperatura de autoaprindere a substanțelor inflamabile variază. Pentru unii depășește 500 °C, pentru alții se află în mediul înconjurător, ceea ce în medie poate fi luat ca 0 ... 50 °C.

De exemplu, fosforul galben la o temperatură de 15°C se autoîncălzește și se aprinde. Substantele care se pot aprinde spontan fara incalzire prezinta un mare pericol de incendiu si sunt numite spontan combustibile, iar procesul de autoincalzire a acestora pana la stadiul de ardere este definit prin termenul de ardere spontana. Substanțele combustibile spontan sunt împărțite în trei grupe:

substanțe care se aprind spontan atunci când sunt expuse la aer (uleiuri vegetale, grăsimi animale, maro și cărbune, sulfuri de fier, fosfor galben etc.);

substanțe care se aprind spontan la expunerea la apă (potasiu, sodiu, carbură de calciu, carburi de metale alcaline, fosfați de calciu și sodiu, var nestins etc.);

substanțe care se aprind spontan la amestecare între ele (acetilenă, hidrogen, metan și etilenă amestecate cu clor; permanganat de potasiu amestecat cu glicerină sau etilenglicol; terebentină în clor etc.).

Un amestec de praf organic și aer prezintă un mare pericol de explozie și incendiu în fabricile de procesare a alimentelor.

În funcție de pericolul de incendiu, toate pulberile, în funcție de proprietățile lor, sunt împărțite în explozive în stare de aerosol și periculoase de incendiu în stare de aerogel.

Prima clasă de pericol de explozie include praful cu o limită mai mică de inflamabilitate (explozivitate) de până la 15 g/m 3 . Această clasă include praful de sulf, colofoniu, zahăr pudră etc.

A doua clasă include praful exploziv cu o limită inferioară de inflamabilitate (explozivitate) de 16 ... 65 g/m 3 . Această grupă include praful de amidon, făină, lignină etc.

Praful în starea de aerogel este, de asemenea, împărțit în două clase în funcție de pericolul lor de incendiu: clasa întâi - cel mai periculos incendiu, cu o temperatură de autoaprindere de până la 250 °C (de exemplu, praf de tutun - 205 °C, praf de cereale - 250 °C); clasa a doua - pericol de incendiu cu o temperatură de autoaprindere peste 250 °C (de exemplu, rumeguș - 275 °C).

Explodează în 0,0001 secunde, eliberând 1,470 calorii de căldură și aprox. 700 litri de gaz. Cm. Explozivi.

Articolul reproduce text din Mica Enciclopedie Sovietică.

Explozie, procesul de eliberare a unei cantități mari de energie într-un volum limitat într-o perioadă scurtă de timp. Drept urmare, substanța care umple volumul în care se eliberează energia se transformă într-un gaz foarte încălzit, cu presiune foarte mare. Acest gaz exercită o forță mare asupra mediului, făcându-l să se miște. O explozie într-un mediu solid este însoțită de distrugerea și fragmentarea acesteia.

Mișcarea generată de explozie, în timpul căreia are loc o creștere bruscă a presiunii, densității și temperaturii mediului, se numește val de explozie. Frontul undei de explozie se propagă prin mediu cu viteză mare, drept urmare zona acoperită de mișcare se extinde rapid. Apariția unei unde de explozie este o consecință caracteristică a exploziilor în diverse medii. Dacă nu există mediu, adică explozia are loc în vid, energia V. intră energie cinetică Produse B care zboară în toate direcțiile cu viteză mare Prin intermediul unei unde de explozie (sau produse B zburând în vid), V. produce un efect mecanic asupra obiectelor situate la diferite distanțe de locul B. Pe măsură ce te îndepărtezi de locul. al exploziei, efectul mecanic al undei de explozie slăbește. Distanțele la care undele de explozie creează aceeași forță de impact în timpul exploziilor de energii diferite cresc proporțional cu rădăcina cubă a energiei exploziei Intervalul de timp de expunere la unda de explozie crește proporțional cu această valoare.

Diferite tipuri de explozii variază natura fizica sursa de energie și modalitatea de eliberare a acesteia. Exemple tipice de explozii sunt exploziile de explozivi chimici. Explozivi au capacitatea de a suferi o descompunere chimică rapidă, în care energia legăturilor intermoleculare este eliberată sub formă de căldură. Explozivii se caracterizează printr-o creștere a vitezei de descompunere chimică odată cu creșterea temperaturii. La temperaturi relativ scăzute, descompunerea chimică are loc foarte lent, astfel încât explozivul nu poate suferi o schimbare vizibilă a stării sale pentru o perioadă lungă de timp. În acest caz, între exploziv și mediu se stabilește echilibrul termic, în care mici cantități de căldură eliberate continuu sunt îndepărtate în afara substanței prin conductivitate termică. Dacă se creează condiții în care căldura degajată nu are timp să fie îndepărtată în afara explozivului, atunci, din cauza creșterii temperaturii, se dezvoltă un proces de descompunere chimică cu autoaccelerare, care se numește termic B. Datorită faptului că căldura este îndepărtat prin suprafața exterioară a explozivului, iar eliberarea acestuia are loc pe parcursul întregului volum al substanței, echilibrul termic poate fi, de asemenea, perturbat cu o creștere a masei totale a explozivului. Această circumstanță este luată în considerare la depozitarea explozivilor.

Este posibil un alt proces de realizare a unei explozii, în care transformarea chimică se propagă prin exploziv secvenţial de la strat la strat sub formă de undă. Frontul de conducere al unui astfel de val care se mișcă cu viteză mare este undă de șoc- o tranziție bruscă (ca un salt) a unei substanțe de la starea inițială la o stare cu presiune și temperatură foarte ridicate. Un exploziv comprimat de o undă de șoc se află într-o stare în care descompunerea chimică are loc foarte rapid. Ca urmare, regiunea în care este eliberată energia se dovedește a fi concentrată într-un strat subțire adiacent suprafeței undei de șoc. Eliberarea de energie asigură că presiunea ridicată din unda de șoc rămâne constantă. Procesul de transformare chimică a unui exploziv, care este introdus de o undă de șoc și este însoțit de o eliberare rapidă de energie, se numește detonaţie. Undele de detonare se propagă prin exploziv cu o viteză foarte mare, depășind întotdeauna viteza sunetului în substanța originală. De exemplu, viteza undelor de detonare în explozivi solizi este de câțiva km/sec. O tona de exploziv solid poate fi transformata in acest fel intr-un gaz dens cu presiune foarte mare in 10 -4 secunde. Presiunea din gazele rezultate ajunge la câteva sute de mii de atmosfere. Efectul unei explozii chimice explozive poate fi îmbunătățit într-o anumită direcție prin utilizarea unor încărcături explozive cu formă specială (vezi Efect cumulativ).

Exploziile asociate cu transformări mai fundamentale ale substanțelor includ explozii nucleare. În timpul unei explozii nucleare, are loc o transformare nuclee atomice substanța originală în nucleele altor elemente, care este însoțită de eliberarea energiei de legare particule elementare(protoni și neutroni) care alcătuiesc nucleul atomic. Războiul nuclear se bazează pe capacitatea anumitor izotopi elemente grele uraniu sau plutoniu la fisiune, în care nucleele substanței inițiale se descompun pentru a forma nuclee de elemente mai ușoare. Fisiunea tuturor nucleelor ​​conținute în 50 g de uraniu sau plutoniu eliberează aceeași cantitate de energie ca și detonarea a 1000 de tone de trinitrotoluen. Această comparație arată că transformarea nucleară este capabilă să producă B. putere enormă. Fisiunea nucleului unui atom de uraniu sau plutoniu poate avea loc ca urmare a captării unui neutron de către nucleu. Este important ca în urma fisiunii să se producă mai mulți neutroni noi, fiecare dintre care poate provoca fisiunea altor nuclee. Ca urmare, numărul diviziilor va crește foarte repede (conform legii progresie geometrică). Dacă presupunem că la fiecare eveniment de fisiune numărul de neutroni capabili să provoace fisiunea altor nuclee se dublează, atunci în mai puțin de 90 de acte de fisiune se produce un număr de neutroni suficient pentru fisiunea nucleelor ​​conținute în 100 kg de uraniu sau plutoniu. . Timpul necesar pentru a împărți această cantitate de substanță va fi de ~10 -6 secunde. Un astfel de proces de auto-accelerare se numește reacție în lanț (vezi. Reacții nucleare în lanț). În realitate, nu toți neutronii produși în timpul fisiunii provoacă fisiunea altor nuclee. Dacă cantitatea totală de material fisionabil este mică, atunci majoritatea neutronilor vor scăpa din material fără a provoca fisiune. O substanță fisionabilă conține întotdeauna un număr mic de neutroni liberi, totuși, o reacție în lanț se dezvoltă numai atunci când numărul de neutroni nou formați depășește numărul de neutroni care nu produc fisiune. Astfel de condiții sunt create atunci când masa materialului fisionabil depășește așa-numita masă critică. Fisiunea are loc atunci când părți individuale ale unei substanțe fisionabile se combină rapid (masa fiecărei părți este mai mică decât critică) într-un singur întreg cu masa totala depășirea masei critice sau sub compresie puternică, reducând suprafața substanței și reducând astfel numărul de neutroni care scapă. Pentru a crea astfel de condiții, se folosește de obicei un exploziv chimic.

Există un alt tip reacție nucleară- o reacție de fuziune a nucleelor ​​ușoare, însoțită de eliberarea unei cantități mari de energie. Forțele de respingere ale sarcinilor electrice similare (toate nucleele au o sarcină electrică pozitivă) împiedică apariția reacției de fuziune, prin urmare, pentru o transformare nucleară eficientă de acest tip, nucleele trebuie să aibă energie mare. Astfel de condiții pot fi create prin încălzirea substanțelor la temperaturi foarte ridicate. În acest sens, procesul de fuziune care are loc la temperaturi ridicate se numește reacție termonucleară. Fuziunea nucleelor ​​de deuteriu (izotop de hidrogen ²H) eliberează de aproape 3 ori mai multă energie decât fisiunea aceleiași mase de uraniu. Temperatura necesară pentru fuziune este atinsă în timpul unei explozii nucleare de uraniu sau plutoniu. Astfel, dacă o substanță fisionabilă și izotopi de hidrogen sunt plasați în același dispozitiv, poate fi efectuată o reacție de fuziune, al cărei rezultat va fi o putere enormă. Pe lângă o undă puternică de explozie, o explozie nucleară este însoțită de emisie intensă de lumină și radiații penetrante (vezi Fig. Factorii dăunători ai unei explozii nucleare).

În tipurile de explozie descrise mai sus, energia eliberată a fost conținută inițial sub formă de energie moleculară sau nucleară în substanță. Există baterii în care energia eliberată este furnizată dintr-o sursă externă. Un exemplu de astfel de tensiune poate fi o descărcare electrică puternică în orice mediu. Energie electricăîn golul de descărcare se eliberează sub formă de căldură, transformând mediul într-un gaz ionizat cu presiune și temperatură ridicate. Un fenomen similar are loc atunci când un curent electric puternic trece printr-un conductor metalic, dacă puterea curentului este suficientă pentru a transforma rapid conductorul metalic în vapori. Fenomenul V. apare și atunci când o substanță este expusă la focalizat radiatii laser(cm. Laser). Unul dintre tipurile de explozie poate fi considerat procesul de eliberare rapidă a energiei care are loc ca urmare a distrugerii bruște a unei carcase care conținea gaz de înaltă presiune (de exemplu, explozia unei butelii de gaz comprimat). B. poate apărea la o coliziune solide, îndreptându-se unul spre celălalt cu viteză mare. Într-o coliziune energie cinetică Corpul se transformă în căldură ca urmare a propagării unei unde de șoc puternice prin substanță, care are loc în momentul coliziunii. Vitezele de apropiere relativă a corpurilor solide, necesare pentru ca substanța să se transforme complet în vapori în urma unei coliziuni, se măsoară în zeci de km/sec, presiunile care se dezvoltă în acest caz se ridică la milioane de atmosfere.

În natură, apar multe fenomene diferite care sunt însoțite de V. Descărcări electrice puternice în atmosferă în timpul furtunilor (fulgere), erupții vulcanice bruște, căderi mari pe suprafața Pământului meteoriți sunt exemple de diferite tipuri de B. Ca urmare a căderii Meteoritul Tunguska() V. a avut loc, echivalent în cantitatea de energie eliberată cu V. ~10 7 tone de trinitrotoluen. Aparent încă Mai mult energie a fost eliberată ca urmare a exploziei vulcanului Krakatoa ().

Explozii la scară uriașă sunt erupții cromosferice la soare. Energia eliberată în timpul unor astfel de erupții ajunge la ~10 17 J (pentru comparație, subliniem că cu 10 6 tone de trinitrotoluen, energia eliberată ar fi de 4,2 10 15 J).

Natura exploziilor gigantice care au loc în spațiul cosmic este rachetele de lumină stele noi. În timpul erupțiilor, aparent pe parcursul mai multor ore, este eliberată o energie de 10 38 -10 39 J. O astfel de energie este emisă de Soare peste 10-100 de mii de ani. În cele din urmă, și mai gigantic V., depășind cu mult limitele imaginației umane, sunt flash-uri supernove, la care energia eliberată ajunge la ~ 10 43 J, iar V. în nucleele unui număr de galaxii, a căror estimare energetică duce la ~ 10 50 J.

Exploziile de explozivi chimici sunt folosite ca unul dintre principalele mijloace de distrugere. Au o putere distructivă enormă explozii nucleare. Explozia unuia bombă nucleară poate fi echivalent în energie cu zeci de milioane de tone de explozivi chimici.

Exploziile au găsit o utilizare pașnică pe scară largă în cercetarea stiintificași în industrie. V. au făcut posibilă realizarea unor progrese semnificative în studiul proprietăților gazelor, lichidelor și solidelor la presiuni și temperaturi ridicate (vezi. Hipertensiune arterială). Explosion Research joacă rol importantîn dezvoltarea fizicii proceselor de neechilibru, studierea fenomenelor de transfer de masă, impuls și energie în diferite medii, mecanisme tranziții de fază substanțe, cinetica reacțiilor chimice etc. Sub influența lui V. se pot realiza astfel de stări de substanțe care sunt inaccesibile cu alte metode de cercetare. Comprimarea puternică a canalului de descărcare electrică prin intermediul unui exploziv chimic face posibilă obținerea într-o perioadă scurtă de timp câmpuri magnetice tensiune enormă [până la 1,1 Ha/m (până la 14 milioane Oe), vezi Câmp magnetic. Emisia intensă de lumină dintr-un exploziv chimic într-un gaz poate fi folosită pentru a excita un generator cuantic optic (laser). Sub influența presiunii înalte, care este creată în timpul detonării unui exploziv, se efectuează ștanțarea explozivă, sudarea explozivă și întărirea explozivă a metalelor.

Studiul experimental al exploziilor constă în măsurarea vitezei de propagare a undelor de explozie și a vitezei de mișcare a materiei, măsurarea presiunii în schimbare rapidă, distribuțiile densității, intensitatea și compoziția spectrală a radiațiilor electromagnetice și a altor tipuri de radiații emise în timpul exploziilor este posibil să se obțină informații despre rata de apariție a diferitelor procese, care însoțesc V. și să se determine cantitatea totală de energie eliberată. Presiunea și densitatea substanței în unda de șoc sunt legate prin anumite relații de viteza de mișcare a undei de șoc și viteza de mișcare a substanței. Această circumstanță face posibilă, de exemplu, calcularea presiunii și a densității pe baza măsurătorilor vitezelor în cazurile în care măsurarea lor directă se dovedește a fi indisponibilă dintr-un anumit motiv. Pentru măsurarea parametrilor de bază care caracterizează starea și viteza de mișcare a mediului, se folosesc diverși senzori care convertesc anumit tip influența într-un semnal electric, care este înregistrat folosind osciloscop sau alt dispozitiv de înregistrare. Echipamentele electronice moderne fac posibilă înregistrarea fenomenelor care au loc în intervale de timp de ~ 10 -11 secunde. Măsurarea intensității și compoziției spectrale a radiației luminoase folosind special fotoceluleŞi spectrografe servește ca sursă de informații despre temperatura unei substanțe. Fotografia de mare viteză, care poate fi realizată la viteze care ating 109 cadre pe secundă, este utilizată pe scară largă pentru înregistrarea fenomenelor care însoțesc undele.

În studiile de laborator ale undelor de șoc în gaze, este adesea folosit un dispozitiv special - un tub de șoc (vezi Fig. Tunelul de vânt). O undă de șoc într-o astfel de țeavă este creată ca urmare a distrugerii rapide a membranei care separă gazul cu presiune înaltă și joasă (acest proces poate fi considerat cel mai simplu tip de șoc). Atunci când se studiază undele în tuburile de șoc, se folosesc în mod eficient interferometrele și instalațiile optice penumbrale, acțiunea cărora se bazează pe o modificare a indicelui de refracție al unui gaz datorită modificării densității acestuia.

Undele explozive, care se propagă pe distanțe mari de la punctul lor de origine, servesc ca sursă de informații despre structura atmosferei și a straturilor interioare ale Pământului. Valurile la distanțe foarte mari de aer sunt înregistrate de echipamente extrem de sensibile, ceea ce face posibilă înregistrarea fluctuațiilor de presiune în aer până la 10 -6 atmosfere (0,1 N/m²) sau mișcări ale solului de ~ 10 -9 m.

Literatură:

• Sadovsky M. A., Acțiunea mecanică a undelor de șoc ale aerului unei explozii conform datelor cercetare experimentală, în: Fizica exploziei, Nr. 1, M., 1952;
• Baum F.A., Stanyukovich K.P. și Shekhter B.I., Fizica exploziei, M., 1959;
• Andreev K.K. și Belyaev A.F., Teoria explozivilor, M., 1960:
• Pokrovsky G.I., Vzryv, M., 1964;
• Lyakhov G. M., Fundamentele dinamicii exploziilor în soluri și medii lichide, M., 1964;
• Dokuchaev M. M., Rodionov V. N., Romashov A. N., Explozie pentru eliberare, M., 1963:
• Cole R., Explozii subacvatice, trad. din engleză, M., 1950;
• Explozii nucleare subterane, trad. din engleză, M., 1962;
• Efectele armelor nucleare, trad. din engleză, M., 1960;
• Gorbatsky V.G., Explozii cosmice, M., 1967;
• Dubovik A. S., Înregistrarea fotografică a proceselor rapide, M., 1964.

K. E. Gubkin.

Acest articol sau secțiune utilizează text

Explozie fizică - cauzate de modificarea stării fizice a unei substanţe. Explozie chimică- este cauzată de transformarea chimică rapidă a substanțelor, în care energia chimică potențială este transformată în energie termică și cinetică a produselor de explozie în expansiune. Urgenta, Aceasta este o explozie care a avut loc ca urmare a unei încălcări a tehnologiei de producție, erori ale personalului de întreținere sau erori făcute în timpul proiectării.

„Mediul medical” exploziv – reprezintă o parte a încăperii în care poate apărea o atmosferă explozivă în concentrații mici și doar pentru o perioadă scurtă de timp datorită utilizării de gaze medicale, anestezice, produse de curățare a pielii sau dezinfectanți.

Principalii factori dăunători într-o explozie sunt unda de șoc aerian, câmpurile de fragmentare, impactul proiectilului al obiectelor din jur, factorul termic (temperatura ridicată și flacără), efectele produselor toxice ale exploziei și arderii și factorul psihogen.

Leziunea prin explozie apare atunci când efectele dăunătoare ale unei explozii asupra oamenilor într-un spațiu restrâns sau într-o zonă deschisă, caracterizate de obicei prin răni deschise și închise, răni, comoții, hemoragii, inclusiv în organele interne ale unei persoane, timpan rupt, fracturi osoase. , arsuri ale pielii și căilor respiratorii, sufocare sau otrăvire, tulburare de stres post-traumatic.

Explozii la întreprinderile industriale: deformarea, distrugerea echipamentelor tehnologice, a sistemelor electrice și a liniilor de transport, prăbușirea structurilor și a fragmentelor de încăperi, scurgeri de compuși toxici și substanțe toxice. Linii de proces explozive:

Elevatoare de cereale: praf,

Mori: faina,

Întreprinderi chimice: hidrocarburi, oxidanți. Pe lângă oxigen, agenții de oxidare sunt compuși care conțin oxigen (perclorat, salpetru, praf de pușcă, termită), unii elemente chimice(fosfor, brom).

Benzinării și rafinării de petrol: vapori și aerosoli de hidrocarburi.

Distanța de avarie folosind exemplul unei explozii a unei cisterne de combustibil de 5 tone Baiker U. 1995) I. Avarie termică de la o minge de foc: - până la 45 m Incompatibil cu durata de viață, - până la 95 m. - până la 145 m Arsuri de gradul II. - până la 150 m Arsuri de gradul I. - până la 240 m Arsuri ale retinei. II. Deteriorări mecanice de la unda de șoc: - până la 55 m Incompatibil cu viața, - până la 95 m, barotraumatism al plămânilor și tractului gastrointestinal, - până la 140 m.

Unda de șoc de explozie poate provoca victime mari și distrugerea structurilor. Dimensiunea zonelor afectate depinde de puterea exploziei. Măsura în care sunt utilizate măsurile secundare depinde de probabilitatea apariției unei atmosfere explozive periculoase. Zonele periculoase sunt împărțite în diferite zone în funcție de probabilitatea prezenței unei atmosfere explozive periculoase în funcție de timp și condițiile locale.

Zona 0. O zonă în care există o atmosferă explozivă periculoasă persistentă, frecventă sau pe termen lung și în care pot fi generate concentrații periculoase de praf, aerosoli sau vapori. Cum ar fi mori, uscători, mixere, silozuri, unități de producție care utilizează combustibil, conducte de produse, conducte de alimentare etc.

Zona 1. Zona în care, datorită concentrației de vapori inflamabili, aerosoli, turbionare, praf depus, se poate aștepta apariția accidentală a unei atmosfere explozive periculoase. În apropierea trapelor de încărcare; la locurile de umplere sau descărcare a echipamentelor; în zonele cu echipamente fragile sau linii din sticlă, ceramică etc.;

Zona 2. O zonă în care este de așteptat să apară o atmosferă explozivă periculoasă, dar foarte rar și pentru perioade scurte de timp.

Evaluarea riscului de explozie a prafului

În imediata apropiere a dispozitivelor care conțin praf din care se poate scurge, depune și acumula în concentrații periculoase (mori). În timpul unei explozii de praf cu o concentrație scăzută în mediu, unda de compresie a capului exploziei poate provoca o mișcare în vortex a prafului depus, ceea ce dă o concentrație mare de material inflamabil. Riscul de explozie a unui amestec de praf este mult mai mic decât gazul, aburul sau ceața. Zonele de accident în timpul exploziilor volumetrice pot acoperi suprafețe mari. Accident de gazoduct în Bashkiria (iunie 1989) 2 mp. km. Uciși - 871, răniți 339 de persoane. Problema salvării oamenilor după o explozie și un incendiu a fost că aproape toate proviziile medicale de urgență au fost arse în flăcări și mijloace improvizateîn astfel de cazuri, victimele și salvatorii sunt practic uitate.

Principalele criterii care determină valoarea pierderilor sanitare sunt: ​​tipul dispozitivului exploziv, puterea exploziei, locul exploziei și ora zilei. În funcție de număr și locație, daunele pot fi izolate, multiple sau combinate. După gravitatea daunelor: ușoară, moderată, severă și extrem de gravă. Tabelul 4.1. gradul de deteriorare a oamenilor este prezentat în funcție de cantitatea de presiune în exces.

La contactul cu un dispozitiv exploziv, are loc distrugerea explozivă a părților externe ale corpului sau distrugerea (separarea) segmentelor membrelor. Procesul plăgii are o serie de caracteristici: - Pierdere acută masivă de sânge și șoc; - vânătăi ale plămânilor și inimii; - Endotoxicoza traumatica; - Natura combinată a impactului factorilor dăunători.

Explozie- aceasta este o schimbare foarte rapidă a stării chimice (fizice) a unui exploziv, însoțită de eliberarea unei cantități mari de căldură și formarea unei cantități mari de gaze care creează o undă de șoc, capabilă să provoace distrugerea prin presiunea sa .

Explozivi– grupuri speciale substanţe capabile de transformări explozive ca urmare a influenţelor externe.
Sunt explozii :

1.Fizic– energia eliberată este energie internă gaz comprimat sau lichefiat (abur lichefiat). Forța exploziei depinde de presiunea internă. Distrugerea rezultată poate fi cauzată de o undă de șoc de la un gaz în expansiune sau fragmente dintr-un rezervor rupt (Exemplu: distrugerea rezervoarelor de gaz comprimat, cazanelor de abur, precum și descărcări electrice puternice)

2.Chimic- o explozie cauzată de o reacție chimică exotermă rapidă care are loc cu formarea de produse gazoase sau vaporoase foarte comprimate. Un exemplu ar fi explozie de pulbere neagră, în care are loc o reacție chimică rapidă între salpetru, cărbune și sulf, însoțită de degajarea unei cantități semnificative de căldură. Produșii gazoși rezultați, încălziți la o temperatură ridicată din cauza căldurii de reacție, au presiune mare și, expansându-se, produc lucru mecanic.

3.Explozii atomice. Reacții nucleare sau termonucleare rapide (reacții de fisiune sau combinație de nuclee atomice), în timpul cărora se eliberează o cantitate foarte mare de căldură. Produși de reacție, înveliș atomic sau bombă cu hidrogen iar o anumită cantitate din mediul din jurul bombei este transformată instantaneu în gaze încălzite la o temperatură foarte ridicată, având o presiune corespunzătoare. Fenomenul este însoțit de un lucru mecanic colosal.

Exploziile chimice sunt împărțite în explozii condensate și volumetrice.

O) Sub explozivi condensați sunt înțelese compuși chimiciși amestecuri în stare solidă sau lichidă, care, sub influența anumitor condiții externe, sunt capabile de o transformare chimică rapidă cu autopropagare cu formarea de gaze foarte încălzite și de înaltă presiune, care, atunci când se extind, produc lucru mecanic. Această transformare chimică a explozivilor este de obicei numită transformare explozivă.

Excitarea transformării explozive a explozivilor se numește iniţiere. Pentru a iniția transformarea explozivă a unui exploziv, este necesar să îi asigurați o anumită intensitate cu cantitatea necesară de energie (impuls inițial), care poate fi transferată într-unul din următoarele moduri:
- mecanice (loc, perforare, frecare);
- termic (scânteie, flacără, încălzire);
- electrice (încălzire, descărcare prin scânteie);
- chimice (reacţii cu degajare intensă de căldură);
- explozia unei alte sarcini explozive (explozia unei capsule detonatoare sau a unei încărcături învecinate).

Explozivii condensați sunt împărțiți în grupuri :

	Caracteristică. Exemple de substanță.
	Substanțe extrem de periculoase Instabil. Ele explodează chiar și în cele mai mici cantități. triclorura de azot; unii compuși peroxidici organici; acetilida de cupru, formată când acetilena intră în contact cu cuprul sau aliaj care contine cupru
	Explozivi primari Substanțe mai puțin periculoase. Inițierea conexiunilor. Au foarte sensibilitate ridicată la lovitura si efecte termice. Ele sunt utilizate în principal în capsulele detonatoare pentru a iniția detonarea în încărcături explozive. Azida de plumb, fulminat de mercur.
	Explozivi secundari (explozivi puternici) Detonația este inițiată în ele atunci când sunt expuse la o undă de șoc puternică. Acestea din urmă pot fi create în timpul arderii lor sau folosind un detonator. De regulă, explozivii din acest grup sunt relativ siguri de manipulat și pot fi depozitați pentru perioade lungi de timp. Dinamite, TNT, hexogen, octogen, centralit.
	Explozivi propulsori, praf de pușcă Sensibilitatea la impact este foarte scăzută și arde relativ lent. Praful de pușcă balistic este un amestec de nitroceluloză, nitroglicerină și alți aditivi tehnologici. Se aprinde de la o flacără, scânteie sau căldură. Arde repede în aer liber. Ele explodează într-un vas închis. La locul exploziei de pulbere neagră care conține azotat de potasiu, sulf și cărbune într-un raport de 75:15:10, rămâne un reziduu care conține carbon.

Exploziile pot fi, de asemenea, clasificate în funcție de tipurile de reacții chimice:

1. Reacția de descompunere - procesul de descompunere care produce produși gazoși
2. Reacție redox – o reacție în care aerul sau oxigenul reacționează cu un agent reducător
3. Reacția amestecurilor - un exemplu de astfel de amestec este praful de pușcă.

B) Explozii volumetrice sunt doua tipuri:

• Explozii de nori de praf (explozii de praf) sunt considerate ca explozii de praf în adăposturile și echipamentele miniere sau în interiorul unei clădiri. Astfel de amestecuri explozive apar în timpul zdrobirii, cernerii, umplerii și mișcării materialelor prăfuite. Amestecurile explozive de praf au o concentrație mai mică de limita de explozie (NKPV), determinat de conținut (în grame per metru cub) praf în aer. Astfel, pentru pulberea de sulf, LEL este de 2,3 g/m3. Limitele concentrației de praf nu sunt constante și depind de umiditate, gradul de măcinare și conținutul de substanțe inflamabile.

Mecanismul exploziilor de praf în mine se bazează pe explozii relativ slabe ale unui amestec gaz-aer de aer și metan. Astfel de amestecuri sunt deja considerate explozive la o concentrație de metan de 5% în amestec. Exploziile unui amestec gaz-aer provoacă turbulențe în fluxurile de aer suficiente pentru a forma un nor de praf. Aprinderea prafului creează o undă de șoc, care ridică și mai mult praf și poate avea loc o explozie puternică, distructivă.

Măsuri luate pentru prevenirea exploziilor de praf:

1. ventilarea încăperilor și obiectelor
2. umezirea suprafeței
3. diluare cu gaze inerte (CO 2, N2) sau pulberi de silicat

Exploziile de praf în interiorul clădirilor și echipamentelor apar cel mai adesea în lifturi, unde din cauza frecării boabelor în timpul mișcării lor, se formează o cantitate mare de praf fin.

• Explozii de nori de vapori– procese de transformare rapidă, însoțite de apariția unei unde de explozie, care apar în spațiul în aer liber ca urmare a aprinderii unui nor care conține vapori inflamabili.

Astfel de fenomene apar atunci când se scurge gaz lichefiat, de obicei în spații închise (încăperi), unde concentrația maximă de elemente inflamabile la care norul se aprinde rapid crește.
Măsuri luate pentru prevenirea exploziilor norilor de vapori:

1. minimizând utilizarea gazelor sau aburului inflamabil
2. lipsa surselor de aprindere
3. amplasarea instalațiilor într-o zonă deschisă, bine ventilată

Cele mai frecvente urgențe asociate cu explozii de gaze, apar în timpul funcționării echipamentelor municipale de gaze.

Pentru a preveni astfel de explozii, întreținerea echipamentelor cu gaz se efectuează anual. Clădirile atelierelor de explozivi, structurile și unele dintre panourile din pereți sunt ușor de distrus, iar acoperișurile sunt ușor de demontat.