Расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных ударных волн

После того как определен вероятный режим взрывного превращения, рассчитываются основные параметры воздушных ударных волн (избыточное давление DP и импульс волны давления l) в зависимости от расстояния до центра облака.

1.3.1Детонация газовых и гетерогенных ТВС

Для вычисления параметров воздушной ударной волны на заданном расстоянии R от центра облака при детонации облака ТВС предварительно рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние по соотношению [5, 6]:

. (4)

Примечание. Все соотношения также могут быть записаны в функциях аргумента . При принятых в Методике допущениях между R_x и l существует простая связь: .

Далее рассчитываются безразмерное давление Р_х и безразмерный импульс фазы сжатия I_x.

В случае детонации облака газовой ТВС расчет производится по следующим формулам [8]:

; (5)

. (6)

Зависимости (5) и (6) справедливы для значений R_x, больших величины R_k = 0,2 и меньших R_k = 24. В случае R_k < 0,2 величина P_x полагается равной 18, а в выражение (6) подставляется значение R_x = 0,142.

В случае детонации облака гетерогенной ТВС расчет производится по следующим формулам:

; (7)

%. (8)

Зависимости (7) и (8) справедливы для значений R_x больших величины R_k = 0,25. В случае если R_x < R_k, величина P_x полагается равной 18, а величина I_x = 0,16.

1.3.2 Дефлаграция газовых и гетерогенных ТВС

В случае дефлаграционного взрывного превращения облака ТВС к параметрам, влияющим на величины избыточного давления и импульса положительной фазы, добавляются скорость видимого фронта пламени (V_г) и степень расширения продуктов сгорания (s). Для газовых смесей принимается s = 7, для гетерогенных - s = 4. Для расчета параметров ударной волны при дефлаграции гетерогенных облаков величина эффективного энергозапаса смеси домножается на коэффициент (s-1)/s.

Безразмерные давление P_x1 и импульс фазы сжатия I_x1 определяются по соотношениям:

; (9)

. (10)

Последние два выражения справедливы для значений R_x, больших величины R_кр = 0,34, в противном случае вместо R_x в соотношения (9) и (10) подставляется величина R_кр.

Далее вычисляются величины Р_х2 и I_x2, которые соответствуют режиму детонации и для случая детонации газовой смеси рассчитываются по соотношениям (5), (6), а для детонации гетерогенной смеси - по соотношениям (7), (8). Окончательные значения P_x и I_x выбираются из условий:

. (11)

После определения безразмерных величин давления и импульса фазы сжатия вычисляются соответствующие им размерные величины [5, 6]:

; (12)

. (13)

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЗРЫВА ТВС

Профиль ударной волны

Характерный профиль ударной волны при взрыве ТВС показан на рис.2.

Рис.2. Характерный профиль ударной волны

Ниже показано, как определяются количественные характеристики дополнительных параметров ударной волны.