Расчеты параметров дефлаграционного и детонационного

Расчеты параметров
дефлаграционного и
детонационного горения
ГВС
1. Расчеты параметров
максимального давления при
дефлаграционном горения ГВС
2. Определение параметров взрыва
ГПВС и взрывчатых веществ на
открытой местности
Помещение кубической формы V=444м2 заполнено в
объеме пропано-воздушной смесью стехиометрического
состава при нормальных условиях. Определить максимальное
избыточное давление при дефлаграционном горении ГВС и
избыточное давление при концентрации, соответствующей
смеси с НКПР пламени.
Дано:
3
V0=64м
С3H8-пропан
воздуха=1,293кг/м3
Р0=101,3кПа
Т0=250С=298К
Решение
Для нахождения максимального
избыточного давления при
дефлаграционном взрыве пропановоздушной смеси можно
воспользоваться формулой:

Рmak
Рmax-?, кПа
, кПа
Р
НКПР


 сх  Г   в

P
Q




H
в   Ссх

100


 P0  1 

100  Cв   в  Т 0


Решение






Решение


QHр — низшая теплота реакции,
кДж/кг, по данным из справочников
г — плотность газа, кг/м3
 с3 H 8
M 12  3  1  8 44
3



 1,9643 кг / м ,
Vm
22,4
22,4
где М –молярная масса пропана;
Vm – молярный объем, занимаемый газом.
• Ссх—стехиометрическая концент-рация,
% об.
Ссх 
nс H 100%
3
8
nсмеси
1100%

 4,03%
1  5  5  3,76
• г — плотность газа, кг/м3
где n — количество молей вещества в смеси
из уравнения реакции горения
1С3H8+5O2+53,76 N2=3CO2+4H2O+53,76N2+Q
СВ — удельная теплоемкость воздуха,
кДж/(кгк), по условию изохорного
процесса (объем помещения
постоянный, можно принять по
справочным данным
св  с
св  с
vm
соответствует 2800 К,
тогда
 f (T1  2800K )  0,897.
vm
Подставим найденные данные в
формулу
Рmax


 4,03  (1,964  1,293)

46400

1
`,
293

4
,
03




100
  101,3  8,1442  824,8 кПа
 101,3  1 
100  0,897 1,293  298




 Определим давление при дефлаграционном
горении пропано-воздушной смеси при
концентрации соответствующей НКПР пламени
Плотность смеси будет равна

НКПР
см
2,3  (1,964  1,293)

 1,293  1,308
100
Тогда
Рmax
46400 1,308  2,3 

 101,3  1 
 510,4 кПа

 100  0,897 1,293  298 
Ответ: в результате дефлаграционного
процесса горения пропано-воздушной
смеси стехиометрического состава в
замкнутом объеме помещения
максимальное давление равно 825 кПа, а
смеси, соответствующей НКПР-510 кПа
Определить степень разрушения железобетонного
здания в случае взрыва вагона с общей массой
тротила 50000 кг, находящегося на удалении 200 м.
Определим радиус действия детонационной волны:
R0  0,05  3 q  1,842
Rдет  12  R0  22,1
т.е. делаем вывод, что здание не находится в зоне
действия детонационной волны, где давление
превосходит 1700 кПа.
Значит необходимо производить оценку параметра
ударной волны по формуле Садовского для случая
взрыва заряда на поверхности
2
3
1
3
50000
50000
50000
Pф  (14
 4,3
 1,1
)  9, 80655  42 кПа
3
2
200
200
200
В соответствии справочными данными определяем,
что здание получит полные разрушения при
избыточном давлении в 50 кПа. Следовательно, при
прогнозируемом воздействии оно может получить
сильные разрушения
Расчет давления
насыщенного пара
exp 6908  0,043  (t ЛВЖ  0,924  tв сп  2,6055)
Рн 
1047  7,48  tв сп
Рн - в кПа
 г ,п
М

V0 (1  0,00367  t расч.
где М - молярная масса, кг/кМоль;
V0 = 22,413 м куб./кМоль расстояние от
геометрического центра газопаровоздушных или
центра пылевых облаков, м;