Teória veľkého tresku: História vývoja nášho vesmíru. Výbuchy
Prax ukazuje, že následky kriminálnych výbuchov sú mnohostranné a často katastrofálne (úmrtie ľudí a zvierat, spôsobenie zranení a početné zranenia obetí, zničenie a úplné zničenie budov, stavieb, vozidiel, ekosystémov a iných objektov). K tomu sa často pridávajú požiare v dôsledku výbuchov a vážne duševné traumy ľudí. Ako dôsledok príčiny, ktorá ho spôsobila, explózia v tomto prípade zohráva úlohu bezprostrednej príčiny spoločensky indikovaného nebezpečné následky.
Výbuch je charakterizovaný náhlou tvorbou veľkého objemu plynov v uzavretom priestore, sprevádzaný vysokou teplotou, prudkým zvýšením tlaku v životné prostredie a silnú zvukovú vlnu. Tvorba plynov a ich náhle uvoľnenie z obmedzeného objemu je hlavným znakom výbuchov. Výbuchy sa zvyčajne delia na: chemické, mechanické a jadrové.
Chemický výbuch vzniká v dôsledku chemickej reakcie (spaľovanie, detonácia) rýchleho horenia výbušných zloží a takmer okamžitej tvorby plynov, ktorých objem je mnohonásobne väčší ako objem samotných výbušných zloží. V dôsledku výbuchu majú jej produkty (plyny) vysokú teplotu (niekoľko tisíc stupňov) a obrovský tlak (od jednotiek až po státisíce atmosfér). Je zvykom rozlišovať dva hlavné typy chemických výbuchov: a) výbuchy špeciálne vyrobených kompozícií a zmesí - výbušnín; b) výbuchy plynov zmiešaných so vzduchom (napríklad metán, propán-bután, acetylén atď.), ako aj vysoko horľavého prachu vznášajúceho sa vo vzduchu niektorých tvrdé materiály(uhlie, múka, tabak, hliník, drevený prach atď.).
Výbušniny nepotrebujú na výbuch kyslík ani vzduch. Obsahujú dve zložky: a) horľavé látky s obsahom vodíka, dusíka, uhlíka, síry a pod.; b) oxidačné činidlá – látky s vysokým obsahom kyslíka. Takéto výbušniny sa zvyčajne nazývajú kondenzované, t.j. kompaktné, dajú sa použiť v akomkoľvek prostredí – v zemi, pod vodou, v uzavretom obale.
Mechanické výbuchy (človekom vyrobený) vo väčšine prípadov vznikajú v dôsledku prasknutia telesa nádrže pri zvýšení tlaku v nej (výbuch kotla, ktorý nemá pretlakový ventil, naplnené nádoby bez kontroly tlaku a pod.).
Jadrový výbuch- výsledok štiepenia alebo spájania atómových jadier, pri ktorom vzniká významná energia. Jeho uvoľnenie je sprevádzané obrovským nárastom teploty a tlaku plynu, ktorý je stokrát a tisíckrát vyšší ako podobné indikátory chemického výbuchu.
Výbuch v širšom zmysle slova je teda proces veľmi rýchlej fyzikálnej alebo chemickej premeny látok, sprevádzaný prechodom potenciálnej energie na mechanickú prácu. Práca vykonaná pri výbuchu je spôsobená rýchlou expanziou plynov alebo pár, či už existovali pred výbuchom alebo sa vytvorili počas výbuchu. Najvýznamnejším znakom výbuchu je prudký skok v tlaku v prostredí, v okolí miesta výbuchu. To je priama príčina deštruktívneho účinku výbuchu.
Väčšina charakteristický znak výbuch, ktorý ho výrazne odlišuje od bežných chemických reakcií, je vysoká rýchlosť procesu. Prechod ku konečným produktom výbuchu nastáva v stotisícinách alebo dokonca milióntinach sekundy. Tento proces prebieha tak rýchlo, že sa takmer všetka energia stihne uvoľniť v objeme, ktorý zaberá samotná trhavina, čo vedie k jej vysokej koncentrácii, ktorá nie je dosiahnuteľná za podmienok bežných chemických reakcií (spaľovanie dreva, benzínu a pod.). Jednou z príčin výbuchov je použitie výbušnín, no podotýkame, že výbuchy môžu byť spojené nielen s ich použitím. Príčinou výbuchov spôsobených človekom môže byť: prach vznikajúci v priemyselných podmienkach pri mechanickom drvení surovín a iných materiálov, pri spaľovaní paliva alebo pri kondenzácii pár (v baniach, baniach, iných banských zariadeniach, mlynoch na múku, textilných podnikoch a cukrovare). továrne). K výbuchom bez použitia výbušnín (umelých) dochádza aj v zariadeniach, kde sa používajú zariadenia a nádoby pracujúce pod tlakom a pod.
Hlavná pozornosť v našej práci je zvážiť chemické výbuchy, tie. výbuchy špeciálnych výbušnín a výbušných zariadení. Domov charakteristický znak taká, že sú to kompozície a zmesi špeciálne pripravené na cielené použitie – na vyvolanie výbuchu.
Pod výbuch výbušnín Je zvyčajné chápať chemickú transformáciu, ktorá sa sama šíri vysokou rýchlosťou, pričom prebieha uvoľňovanie veľkého množstva tepla a tvorba plynných produktov.
Počas chemického výbuchu výbušnina okamžite prechádza z pevného skupenstva do plynnej zmesi. Inými slovami, látka vypĺňajúca priestor, v ktorom sa uvoľňuje energia, sa mení na vysoko zahriaty plyn s veľmi vysoký tlak. Tento plyn vyvíja veľkú silu na životné prostredie, čo spôsobuje jeho pohyb. Výbuchy v pevnom médiu sú sprevádzané jeho zničením a fragmentáciou. Hlavné faktory Charakteristické pre výbuch sú:
- 1) vysoká rýchlosť výbušnej transformácie (spaľovanie);
- 2) uvoľnenie veľkého množstva plynov;
- 3) uvoľnenie veľkého množstva tepla (vysoká teplota). Keď výbušnina exploduje, uvoľňuje energiu v dôsledku toho, že
malý objem pevných alebo kvapalných trhavín sa mení na obrovský objem plynov zahriatych na teploty tisícok stupňov. Pre odlišné typy Výbušný objem uvoľnených plynov na 1 kg výbušniny s počiatočným objemom nie väčším ako 0,8-1 litra sa pohybuje od 300 do 1000 litrov alebo viac. Horúce plynné výbušné produkty rozkladu vznikajúce pri výbuchu sa začínajú rozpínať a vytvárajú mechanickú prácu. Výbušniny teda majú rezervu latentnej energie, ktorá sa uvoľňuje pri výbuchovej reakcii.
Pohyb vzduchu vznikajúci pri výbuchu, pri ktorom dochádza k prudkému zvýšeniu tlaku, hustoty a teploty, sa nazýva nárazová vlna. Čelo tlakovej vlny sa šíri vysokou rýchlosťou, v dôsledku čoho sa oblasť pokrytá jej pohybom rýchlo rozširuje. Náhla zmena tlaku, hustoty a rýchlosti pohybu na čele tlakovej vlny, ktorá sa šíri rýchlosťou presahujúcou rýchlosť zvuku v médiu, je rázová vlna.
Výbuch produkuje mechanický náraz na predmety, nachádza v rôznych vzdialenostiach od centra výbuchu. Keď sa vzďaľujete od stredu, mechanický účinok tlakovej vlny slabne.
V závislosti od podmienok chemickej reakcie sa procesy výbušnej transformácie môžu šíriť rôznou rýchlosťou a majú výrazné kvalitatívne rozdiely. Podľa charakteru a rýchlosti ich šírenia sa všetky výbušné procesy delia na: horenie, výbuch, detonácia.
Spaľovanie- proces výbušnej premeny, spôsobený prenosom energie z jednej vrstvy trhaviny do druhej (vlastnosť tepelnej vodivosti) a vyžarovaním tepla plynnými produktmi. Proces spaľovania výbušnín prebieha pomerne pomaly, rýchlosťou od zlomkov centimetra až po niekoľko metrov za sekundu. Vo vonkajšom prostredí tento proces prebieha pomerne „pomale“ a nie je sprevádzaný žiadnym výrazným zvukovým efektom. V obmedzenom objeme tento proces prebieha oveľa energickejšie a je charakterizovaný rýchlejším nárastom tlaku a schopnosťou vznikajúcich plynov produkovať vrhaciu prácu, podobný tomu ako vystrelený. Na horenie v uzavretom priestore musí obsahovať oxidačné činidlo. Spaľovanie je charakteristickým typom výbušnej premeny strelného prachu.
výbuch, V porovnaní so spaľovaním ide o kvalitatívne odlišnú formu reakcie. Jeho charakteristické znaky sú: prudký skok v tlaku, premenlivá rýchlosť šírenia procesu, meraná v tisíckach metrov za sekundu a relatívne málo závislá od vonkajšie podmienky. Charakterom výbuchu je prudký dopad plynov na životné prostredie, čo spôsobuje rozdrvenie a silnú deformáciu predmetov. Podobne ako pri spaľovaní, aj pri explozívnom rozklade výbušnín je rýchlosť reakcie premenlivá a závisí od tlaku a teploty. Rýchlosť horenia v tomto prípade dosahuje stovky metrov za sekundu, ale nepresahuje rýchlosť zvuku. S ďalším samozrýchľovaním reakcie sa výbušný rozklad mení na detonáciu.
Detonácia je výbuch šíriaci sa maximálnou možnou rýchlosťou pre danú výbušninu a dané podmienky, presahujúcou rýchlosť zvuku v tejto látke. Detonácia sa povahou a podstatou javu nelíši od výbuchu, ale predstavuje jeho stacionárnu formu. Detonačná rýchlosť za daných podmienok pre každú výbušninu je presne definovaná konštanta a je jednou z jej najdôležitejších charakteristík. V podmienkach detonácie sa dosiahne maximálny deštruktívny účinok výbuchu. Keď vybuchne výbušnina, trhací účinok. Rýchlosť detonácie priamo závisí od typu výbušniny, jej hustoty a fyzikálneho stavu, ako aj od obalu výbušniny. Detonačná rýchlosť Všeobecne sa uznáva rýchlosť šírenia rázovej vlny pozdĺž výbušniny. Nerovná sa však rýchlosti chemickej premeny látky. Pre rôzne látky leží v rozmedzí 1000-10 000 m/s. Jeho význam je určený nielen chemické zloženie, ale tiež fyzicka charakteristika náplň: hustota, priemer, stav agregácie, teplota atď. Prítomnosť nábojnice (v podstate vytvorenie uzavretého minipriestoru naplneného stlačenou výbušninou) výrazne zvyšuje detonáciu.
Vybudenie výbušnej premeny výbušnín je tzv zasvätenie. Aby ste to dosiahli, musíte mu povedať požadované množstvo energie - nastaviť počiatočný impulz. Dá sa to dosiahnuť:
- a) mechanický náraz (náraz, trenie atď.);
- b) tepelné (ohrievanie, iskra, plameň);
- c) chemické (kombinácia niektorých zložiek pre spaľovaciu reakciu s uvoľňovaním tepla alebo plameňa);
- d) výbuch inej nálože (rozbuška s iniciačnou trhavinou, iná trhavina).
Prostriedky zasvätenia rozdelené na prostriedky:
- 1) zapaľovanie;
- 2) detonácia.
Zapaľovacie médium- sú to zariadenia na iniciáciu horenia náloží a prachu vplyvom tepelnej energie na ne vo forme ohrevu žeravého vlákna, lúča plameňa alebo iskrového výboja. Sú to pichacie alebo nárazové zapaľovače, mriežkové zapaľovače a elektrické zapaľovače.
Detonačné prostriedky sú určené na spustenie detonácie trhavín premenou jednoduchého počiatočného impulzu na výbušný. Patria sem rozbušky, rozbušky a elektrické rozbušky.
Výbuch je charakterizovaný štyrmi hlavnými škodlivými účinkami, ktoré ovplyvňujú zmeny v životnom prostredí: a) odstrel; b) fragmentácia; V) tepelný; G) rázová vlna.
Ohromujúca akcia sa objaví vo vzdialenosti 3-4 polomerov nálože trhaviny. Brisance je schopnosť výbušniny ničiť (fragmentovať) prostredie. V tejto zóne je fragmentácia predmetov taká veľká, že sa menia na mikročastice. K poškodeniu tohto druhu dochádza v dôsledku dynamického namáhania prekračujúceho medze pevnosti zrútených materiálov v dôsledku kombinovaného nárazu rázovej vlny a produktov detonácie. Tento efekt je typický pre výbušné zariadenia s výbušninami, ktoré majú značnú detonačnú rýchlosť a relatívne vysokú hustotu. Reakcia pri detonácii prebieha tak rýchlo, že plynné produkty s teplotou niekoľko tisíc stupňov sa stlačia v objeme blízkom pôvodnému objemu nálože na tlak stoviek tisíc kilogramov na štvorcový centimeter. Prudko sa rozpínajúci stlačený plyn naráža do okolia obrovskou silou. Materiály nachádzajúce sa v blízkosti nálože sú vystavené rozdrveniu a silnej plastickej deformácii (miestny výbuchový efekt výbuchu); ďaleko od nálože je deštrukcia menej intenzívna, ale zóna, v ktorej k nej dochádza, je oveľa väčšia (celkový vysokovýbušný účinok výbuchu).
Črepinová akcia. Keď výbušná nálož umiestnená v náboji vybuchne pod vplyvom rýchlo expandujúcich plynov, rozbije sa na úlomky a je odhodená. Fragmenty vytvorené v dôsledku zničenia plášťa (puzdra) výbušnej náplne sa nazývajú primárny.Úlomky vzniknuté v dôsledku trhacej činnosti výbuchu pri ničení predmetov nachádzajúcich sa v tesnej blízkosti nálože trhaviny (do 20 priemerov plášťa nálože trhaviny) sa nazývajú tzv. sekundárne. Napríklad rozmetanie úlomkov karosérie a častí auta pri výbuchu výbušnej nálože v kabíne. V závislosti od zloženia trhaviny a jej hmotnosti môže rýchlosť fragmentácie dosiahnuť 2000 m/s. Úlomky počas letu ničia (prepichujú) okolité predmety, odrážajú sa a za určitých podmienok spôsobujú vznietenie horľavých materiálov. K zahrievaniu úlomkov dochádza v okamihu detonácie, ako aj v dôsledku trenia v okamihu stretnutia s prekážkou, napríklad pri prepichnutí palivovej nádrže automobilu. Pri výbuchu vysokovýkonných výbušnín sú úlomky malými zlomkami nábojov; pri výbuchu výbušnín s nízkou spotrebou energie, ako aj strelného prachu, sa zvyčajne vytvárajú veľké úlomky bez znateľná zmenaštruktúra materiálu plášťa.
Tepelné pôsobenie spôsobené výbuchom, v závislosti od použitej trhaviny, sa líši intenzitou a trvaním dopadu na okolité predmety a materiály. Výbuch strelného prachu spravidla spôsobuje dlhší zápalný účinok ako výbuch trhavín. Vysoké výbušniny vytvárajú pri výbuchu vyššiu teplotu. Tepelný účinok je krátkodobý a lokálny a rozsah nepresahuje 10-30 priemerov objemu výbušnej nálože. Na predmetoch, predmetoch a materiáloch nachádzajúcich sa v tesnej blízkosti miesta výbuchu, ak nedošlo k otvorenému spaľovaniu, sú pozorované stopy dymu a topenia.
Rázová vlna. Keď exploduje výbušná nálož, plyny sa tvoria takmer okamžite (v priebehu tisícin sekundy). vysoká teplota(až do 50 000 °C). Výsledné plyny vytvárajú v atmosfére okolo výbušnej nálože tlak asi 200 000 atm, čo vedie k ich rýchlej expanzii, od niekoľkých stoviek až tisícov metrov za sekundu, čo spôsobuje kompresiu okolitej atmosféry. V dôsledku toho sa vytvára sférická vlna expandujúcich plynov, ktorá má deštruktívny a projektilný účinok na predmety a predmety, s ktorými sa stretáva na ceste svojho šírenia. Keď sa rázová vlna vzďaľuje od miesta výbuchu, postupne stráca rýchlosť šírenia a tlak na svojom čele, v dôsledku čoho sa mení na zvukovú vlnu. Rázová vlna sa vyznačuje dvoma fázami – pozitívnym a negatívnym tlakom. V momente výbuchu vzniká z produktov výbuchu (zmes plynov) tlak, ktorý spôsobí stlačenie okolitého vzduchu. Vrstva produktov výbuchu a stlačeného vzduchu je v niektorých prípadoch pozorovaná vo forme rýchlo sa šíriaceho červeného alebo bieleho kruhu, ktorý sa bežne nazýva čelo rázovej vlny. Táto predná časť tvorí fázu pozitívny tlak.
Pri pohybe prednej časti rázovej vlny, po ktorej nasleduje vlna nadmerného (kladného) tlaku, má deštruktívny a projektilný účinok na predmety, ktoré sú v jej dráhe. Fáza pretlaku trvá zlomok sekundy. Ako sa rázová vlna šíri z miesta výbuchu, tlak v jej čele postupne klesá na hodnotu okolitého tlaku a vzduch okolo nálože trhaviny pred výbuchom sa stlačí a vytlačí. V dôsledku vytesnenia vzduchu okolo miesta výbuchu vzniká riedky priestor, tzv čiastočné vákuum(obr. 4.2).
A- fáza kompresie (kladná, nadmerný tlak); b- vákuová fáza (podtlak, „sanie“)
Po úplnom zoslabení rázovej vlny sa vytlačený stlačený vzduch začne pohybovať opačným smerom a snaží sa vyplniť vzniknuté vákuum. Tento proces sa nazýva podtlaková fáza alebo sací tlak. Vzduch pohybujúci sa smerom k výbuchu má rýchlosť nižšiu ako rázová vlna, ale je schopný dodatočnej deštrukcie predmetov a pohybu jednotlivých predmetov. Tento faktor sa musí brať do úvahy pri kontrole miest incidentov s výbuchmi.
Okrem uvažovaných dopadov výbuch sprevádza zvuková vlna, svetelný záblesk a elektromagnetický efekt.
Výbušniny. Výbušniny sú látky schopné výbušných premien. Vyznačujú sa jednorazovým pôsobením, t.j. Po výbuchovej reakcii látka prestáva existovať ako výbušnina – prechádza do kvalitatívne iného stavu.
Výbušniny sa delia na:
- 1) iniciácia, spôsobenie výbuchu (primárne výbušniny);
- 2) trhaviny (sekundárne výbušniny);
- 3) hnací plyn (strelný prach);
- 4) pyrotechnické zmesi schopné výbušnej premeny.
Iniciovanie BB (z lat. initium- začiatok) - vysoko citlivý, ľahko vybuchujúci pod vplyvom tepelných alebo mechanických vplyvov (náraz, trenie, vystavenie ohňu). Sú vysoko citlivé na vonkajšie vplyvy a vyznačujú sa krátkym časom prechodu od spaľovacej reakcie po detonáciu. Tieto výbušniny sa používajú ako iniciátory výbušných procesov na iniciáciu detonácie iných výbušnín. Vzhľadom na tieto vlastnosti sa používajú výlučne na vybavenie iniciačných prostriedkov - rozbušky, uzávery rozbušiek. Najbežnejšími predstaviteľmi tejto skupiny sú ortuťový fulminát, azid olovnatý a trinitroresorcinát olovnatý (TNRS).
Na vybavenie puzdier zapaľovača sa používajú mechanické zmesi takýchto látok, z ktorých najbežnejšie sú ortuťnatý fulminát, chlorečnan draselný (Bertholletova soľ) a sulfid antimonitý (antimónium). Vplyvom nárazu alebo prepichnutia zápalky sa zápalka zapáli vytvorením lúča ohňa schopného zapáliť strelný prach alebo spôsobiť detonáciu iniciačnej výbušniny.
Výbušné prostriedky sa používajú na vyvolanie detonácie hlavnej výbušnej náplne. Výbušné prostriedky sú kombináciou iniciačných prostriedkov a zariadení, ktoré tvoria prvotné impulzy. Poistky teda spravidla obsahujú zápalku zapaľovača, ktorá generuje horenie z prepichnutia. Z neho sa plameň ohňa prenáša cez požiarnu trubicu moderátora (často sa používa čierny prášok) do uzáveru rozbušky. Puzdro rozbušky obsahuje č veľké množstvo silnú iniciačnú trhavinu, ktorá vybuchne z plameňa vychádzajúceho z moderátora a iniciuje detonáciu hlavnej (prenáša impulz na vysokovýbušnú látku) nálože trhaviny.
Vysoká výbušnina BB (z francúzštiny brizer- rozdrviť) - látky, pre ktoré je charakteristickým druhom výbušnej premeny detonácia. Silné výbušniny sú inertnejšie ako iniciačné výbušniny a ich citlivosť na vonkajšie vplyvy je oveľa menšia. Ich spaľovanie môže viesť k výbuchu iba v prípade silného plášťa alebo veľkého množstva výbušnín. Väčšina z nich pri zapálení otvoreným ohňom slabo horí, vychádza z nich čierny dym a nedetonujú.
Relatívne nízka citlivosť trhavín na náraz, trenie a tepelné účinky a tým aj dostatočná bezpečnosť ich robí pohodlnými praktické uplatnenie. Používajú sa silné výbušniny čistej forme, ako aj vo forme zliatin a vzájomných zmesí.
Hlavným spôsobom ich výbušnej premeny je detonácia, vybudená malou náložou iniciačnej trhaviny. Silné výbušniny sa používajú na trhacie práce, ako aj na náboje a inú muníciu. Na iniciáciu výbuchu používajú výbuch malého množstva (nie viac ako niekoľko gramov) iniciačných výbušnín. Spomedzi trhavín sú najbežnejšie jednotlivé výbušniny: PETN (tetranitropentaerytritol, pentrit), hexogén, tetryl, TNT (trinitrotoluén (TNT), tol). Silné výbušniny sú hlavnou triedou výbušnín, ktoré sa používajú na nabíjanie mín, nábojov, rakiet, granátov, bômb atď.
Podľa sily ich možno rozdeliť na výbušniny:
- 1) vysoký výkon (nitroglycerín, tetryl, vykurovacie teleso, hexogén);
- 2) normálny výkon (tol, TNT, plastické trhaviny);
- 3) nízky výkon (priemyselné trhaviny - dynamity, amonity, amony - zmesi na báze dusičnanu amónneho).
Ako ukazuje súdna prax, zločinci najčastejšie používajú továrenské výbušniny - vojenské: TNT (trinitrotoluén, tol); priemyselné: amonné, amonitové. Menej často - domáce, zvyčajne vyrobené na báze dusičnanu amónneho.
Poháňanie výbušnín alebo strelného prachu- látky, ktorých hlavnou formou výbušnej premeny je horenie, ktoré neprejde do detonácie ani pri vysokom tlaku vyvíjanom za podmienok výstrelu. Tieto látky sú vhodné na udelenie pohybu guľke alebo projektilu vo vývrte zbrane (obr. 4.3). S značnou hmotnosťou a umiestnením v hermeticky pevnom plášti však môžu výbušniny horieť s výbušným účinkom (výbušné horenie) a zločinci ich často používajú ako bojovú nálož v podomácky vyrobenom výbušnom zariadení.
Pyrotechnické kompozície určené na vytváranie svetelných, dymových alebo zvukových efektov. Väčšina pyrotechnických zloží je mechanická zmes oxidačných činidiel (chlorečnany, chloristany, dusičnany atď.) a horľavých látok (škrob, múka, cukor, síra atď.). Rýchlosť horenia takýchto látok je od zlomkov milimetra až po niekoľko centimetrov za sekundu, čo zabezpečuje ich minimálne výbušné vlastnosti. Niektoré pyrotechnické zmesi chlorečnanu a chloristanu, ako aj niektoré zmesi obsahujúce trhaviny, sú však za určitých podmienok schopné detonačnej premeny. Najvyššie rýchlosti horenia pri vznietení pyrotechnických zloží sa pozorujú v uzavretom objeme.
Ryža. 4.3.
A- spaľovanie hnacej výbušniny (strelného prachu) v kovovom valci pokrytom kotúčom; b- výbuch výbušniny v kovovom valci,
pokrytý diskom
V domácich výbušných zariadeniach môžu efektívne vykonávať funkcie výbušných zariadení. Relatívna dostupnosť obstarania jednotlivých komponentov potrebných na výrobu pyrotechnických zloží určuje ich najčastejšie použitie. V praxi sa podomácky vyrobené výbušniny často nachádzajú na základe zápalnej hmoty hlavičiek zápaliek – pyrotechnickej zmesi priemyselnej výroby; výbušné vlastnosti takýchto zariadení sú blízke podobným výbušným zariadeniam na báze čierneho prachu.
Autor: fyzická kondícia BB môžu byť pevné, plastové alebo tekuté. Pevné zase sú rozdelené na monolitické a hromadné, vyrobené vo forme práškov alebo granúl. Monolitické zahŕňajú liate TNT alebo liate zmesi TNT s dusičnanom amónnym a hliníkovým prachom. V súčasnosti sa vyrábajú v malých množstvách kvôli nepohodlnosti ich použitia. Vo väčšine prípadov sa pevné výbušniny používajú v sypkej forme vo forme práškov a granúl. Medzi sypké pevné trhaviny patria amonity, granulovaný TNT alebo zliatina TNT s hliníkovým práškom - alumotol, zmesi granulovaného dusičnanu amónneho s ropnými produktmi alebo TNT a niektoré ďalšie horľavé prísady.
Plastové Výbušniny zvyčajne pozostávajú zo zmesi tuhých zložiek s tekutou želatínovanou hmotou a konzistenciou pripomínajú tuhé, v niektorých prípadoch tekuté cesto. Charakteristickou črtou plastických trhavín je ich schopnosť plastickej deformácie, vďaka ktorej je možné dosiahnuť vysokú hustotu zaťaženia vo výbušných komorách akejkoľvek konfigurácie.
Pri trhacích prácach sa často používajú trhaviny na báze vody rôznej konzistencie - výbušniny naplnené vodou. Pevnými zložkami takýchto trhavín sú najčastejšie práškové, vločkové alebo granulované TNT a dusičnan amónny. K tomuto druhu trhaviny patria aquanity a takzvané tečúce trhaviny – aquatoly. Príkladmi kvapalných trhavín sú nitroglycerín, nitroglykol a niektoré ďalšie nitroétery, ktoré sa v priemysle používajú len ako zložky výbušných zmesí alebo strelného prachu.
Hlavné charakteristiky výbušnín. O praktické využitie Dôležité sú tieto vlastnosti výbušnín:
- a) citlivosť na vonkajšie vplyvy;
- b) energia (teplo) výbušnej premeny;
- c) detonačná rýchlosť;
- d) brizancie;
- e) vysoká výbušnosť (výkon).
Citlivosť na výbuch sa nazýva ich schopnosť explozívnej premeny pod vplyvom vonkajších vplyvov. Je zvykom ho charakterizovať minimálne množstvo energiu, ktorú treba vynaložiť, aby sa spustil proces výbušnej premeny. Takéto vplyvy sa zvyčajne nazývajú počiatočné impulzy. Prakticky zaujímavá je citlivosť výbušnín na náraz, tepelné impulzy a lúč ohňa.
Pod energie výbušnej premeny (potenciálna energia) pochopiť množstvo tepla, ktoré sa uvoľní pri výbuchu 1 kg výbušniny v konštantný objem bez vykonávania mechanickej vonkajšej práce. Energia výbušnej premeny sa zvyčajne vyjadruje v J/kg alebo kcal/kg. Teplo výbušnej transformačnej reakcie je mimoriadne dôležitou charakteristikou výbušniny: čím viac tepla sa pri výbuchu uvoľní, tým vyššia je účinnosť výbušniny. Premena tepla na mechanickú prácu prichádza so značnými stratami (napríklad časť tepla sa vždy minie na vykurovanie okolia). Navyše chemická premena výbušnín v reálnych podmienkach nie je nikdy úplná, pretože počas detonácie dochádza k čiastočnému rozptýleniu výbušniny. Tento faktor by sa mal brať do úvahy pri obhliadke miest nehody.
Detonačná rýchlosť- rýchlosť šírenia detonačnej vlny pozdĺž nálože trhaviny.
Pod brisance pochopiť schopnosť výbušnín rozdrviť predmety, ktoré sú s ňou v kontakte počas výbuchu (kov, kamene atď.). Brizancia výbušniny závisí od rýchlosti jej detonácie: čím vyššia je detonačná rýchlosť, tým väčšia (za rovnakých okolností) je brizancia danej výbušniny.
Výbušnosť výbušnín charakterizované zničením a uvoľnením materiálu z určitého pevného média (najčastejšie pôdy), v ktorom dôjde k výbuchu. Mierou vysokej výbušnosti je objem vyhadzovacieho lievika vo vzťahu k hmotnosti náplne testovanej trhaviny. Stopy po vysokovýbušnom pôsobení výbuchu sú: kráter v zemi a na iných materiáloch, pohyb okolitých predmetov, deštrukcia, poškodenie a zmena tvaru jednotlivých prvkov v oblasti výbuchu, zranenie osôb rôznej závažnosti. Rozmery zóny nárazu s vysokou výbušnosťou závisia od hmotnosti výbušniny.
Výbušné zariadenia- sú to zariadenia špeciálne vyrobené a určené na ničenie ľudí a zvierat, poškodenie rôznych predmetov pomocou tlakovej vlny alebo úlomkov, ktoré dostanú riadený pohyb v dôsledku rýchlej spaľovacej (detonačnej) reakcie výbušnín.
Výbušné zariadenia sa vyznačujú nasledujúcimi vlastnosťami:
- 1) špeciálne vyrobené na zničenie;
- 2) využitie energie získanej pri rýchlom spaľovaní alebo detonácii výbušnín;
- 3) s dostatočným škodlivým účinkom;
- 4) jednorazové použitie.
Podľa spôsobu výroby sa ED delia na:
- a) priemyselné (továrne);
- b) domáce;
- c) prerobené.
Prevažná väčšina trhavín je vyrábaná továrenským spôsobom a takmer všetky výkonné továrensky vyrábané trhaviny sa vyznačujú optimálnym pomerom zložiek, ktorý umožňuje, aby sa celá látka bezo zvyšku zúčastnila reakcie. Výbušné zariadenia priemyselnej (továrenskej) výroby sa vyrábajú v špeciálnych podnikoch v súlade so schválenou technickou dokumentáciou, líšia sa vysoký stupeň spracovanie a prítomnosť označovacích (rozlišovacích) označení (znakov).
Na vybavenie továrenských výbušnín sa používajú rôzne výbušniny, od ktorých závisí sila a účel. Každý typ zariadenia zodpovedá špecifickému prostriedku výbuchu vyvolanému špecifickými vonkajšími vplyvmi alebo v požadovanom čase.
Domáce výbušné zariadenia sa často vyrábajú na základe podomácky vyrobených výbušnín. Podomácky vyrobené výbušniny sa zvyčajne vyznačujú neoptimálnym hmotnostným pomerom zložiek. Preto po ich explozívnom rozklade zvyčajne zostáva značné množstvo nezreagovanej látky. Najčastejšie sa takéto výbušniny vyrábajú na báze mechanických zmesí. Typicky sa na tieto účely používa granulovaný dusičnan amónny v zmesi s hliníkovým práškom, motorovou naftou, vykurovacím olejom, rašelinou, uhoľnou alebo drevnou múčkou atď. Patria medzi slabé výbušniny a vyznačujú sa slabou odolnosťou proti vlhkosti, spekaniu atď. Vyrábajú sa spravidla v jednom alebo viacerých exemplároch, podomácky, s použitím bežného náradia zo šrotu a dostupných látok, prípadne súčiastok či výbušnín starej munície. Z hľadiska konštrukcie a princípu fungovania ide často o kópie známych príkladov ručných granátov alebo mín. Podomácky vyrobené výbušné zariadenia sa najčastejšie vyrábajú s trieštivým, vysoko výbušným trieštením alebo vysoko výbušným pôsobením.
Na základe materiálov a povahy výroby sa takéto zariadenia delia na:
- 1) úplne domáce, keď sú všetky prvky vyrobené domácim spôsobom, niekedy pomocou obrábacích strojov a zváracích zariadení, a potom zostavené ručne (napríklad granát s oceľovým telom otočeným na sústruhu, vybavený domácou výbušninou pozostávajúcou z zoškrabanej a rozdrvenej hmoty zo zápaliek a podomácky vyrobený podpaľovač);
- 2) zostavené pomocou prvkov priemyselná produkcia, ale nesúvisiace s dizajnom priemyselných výbušnín (napríklad granát vyrobený na základe valca hasiaceho prístroja, vybavený domácou výbušninou pozostávajúcou zo zoškrabanej a rozdrvenej hmoty zo zápaliek a elektrickým zapaľovačom vo forme svetla žiarovka bez žiarovky s drôtmi prispájkovanými k základni);
- 3) zostavené pomocou niektorých priemyselne vyrábaných výbušných prvkov (napríklad jednotná zápalnica pre ručný granát a podomácky vyrobená výbušnina);
- 4) pozostávajúce z prvkov výbušných zariadení priemyselnej výroby, ale nepriemyselnej montáže (spravidla ide o civilné výbušné zariadenia vyrobené z výbušných náloží vo forme nábojníc, dám a výbušných prostriedkov, ktoré sú spojené tak, aby vyvolali výbuch) .
Konvertované výbušné zariadenia sú továrensky vyrobené zariadenia, ktoré prešli vlastnou rekonštrukciou (napríklad prerobením munície z obdobia 2. svetovej vojny, zmenou konštrukcie zápalnice na skrátenie doby horenia pyrotechnického moderátora). V dôsledku úpravy sa menia jednotlivé prvky zariadenia a zariadenie získava novú vlastnosť, kvalitu alebo účel.
Výbušné zariadenia vojenské- Ide o výbušnú muníciu určenú na ničenie živej sily a vybavenia v boji. Na druhej strane sú rozdelené do troch skupín:
- 1) hlavný účel - používa sa na ničenie ľudí a predmetov. Ide o ručné granáty, strely z granátometov, delostrelecké granáty a míny, letecké bomby, ženijnú muníciu atď.;
- 2) špeciálny účel - pomoc pri vykonávaní bojovej misie (používa sa na osvetlenie, dym atď.);
- 3) pomocné účely - určené na bojový výcvik vojsk a testovanie v teréne vojenskej techniky(obaly s výbušninami, obaly s elektrickými výbušninami, napodobeniny nábojníc atď.).
Priemyselná VU sú konštrukčne navrhnuté výbušné nálože. Tieto náboje sú pripravené na použitie. Na spustenie výbuchu potrebujú prostriedky na výbuch (detonátory).
Povaha škodlivých prvkov:
- a) vybavené deštrukčnými prvkami vo forme šrapnelov, brokov, brokov, guľôčok z ložísk, svorníkov, matíc, nasekaných kúskov drôtu a pod., ktoré sú umiestnené na povrchu výbušniny, v jej hmote alebo samostatne;
- b) úlomky daného drvenia, ktoré sa získajú mechanickým zoslabením plášťa karosérie nanesením vrások (vrubov) na jej vonkajšom povrchu (typickým typom takejto škrupiny je telo granátov RGO, F-1);
- c) úlomky prirodzeného drvenia, keď je zničenie škrupiny spôsobené dizajnové prvky zariadenie a veľkosť nálože (v týchto prípadoch je plášť zničený v miestach s najvyššími koncentráciami napätia, napríklad pozdĺž švu).
Autor: spôsob poškodzujúceho pôsobenia Všetky JV sú rozdelené do okolitých objektov:
- 1) pre trhaviny;
- 2) fragmentácia;
- 3) vysoko výbušná fragmentácia;
- 4) kumulatívne.
Vysokovýbušné zariadenia sa používajú, keď je cieľ v priamom alebo blízkom kontakte so zariadením. Je to spôsobené obmedzenou zónou vplyvu produktov výbuchu a na veľké vzdialenosti - tlakom a vysokorýchlostným tlakom vzduchovej rázovej vlny. Výbušné fragmentačné zariadenia s rovnakými parametrami hmotnosti a veľkosti ako vysokovýbušné zariadenia majú zónu deštrukcie fragmentačnými prvkami, ktorá je desiatky a stokrát väčšia ako zóna dopadu rázovej vlny vysokovýbušnej nálože.
Kumulatívnym účinkom výbušného zariadenia je zničenie (prepichnutie) predmetov nie v dôsledku kinetickej energie projektilu, ale v dôsledku „okamžitého“ sústredeného nárazu vysokorýchlostného kumulatívneho prúdu vytvoreného pri stlačení kumulatívneho lievika výbuchom. výbušnej nálože.
Podľa spôsobu ovládania sa delia na:
- 1) riadené, keď sa výbuch vykoná príkazom vysielaným rádiovým signálom alebo drôtom;
- 2) nekontrolované, spúšťa sa pri náraze zasiahnutého prvku na citlivý prvok (poistka, stýkač) alebo po uplynutí nastavenej doby dobehu (napríklad podľa doby dobehu poistky).
Ak je možná neutralizácia, možno ich rozdeliť:
- 1) pre neutralizované;
- 2) neneutralizované.
V neneutralizovanom výbušnom zariadení je inštalovaný neodnímateľný mechanizmus (rôzne snímače - inerciálne, zlomové, optické atď.), Ktorý je navrhnutý tak, aby pri pokuse o jeho zneškodnenie spôsobil výbuch výbušného zariadenia.
Hlavné konštrukčné prvky akejkoľvek riadiacej jednotky sú (obr. 4.4):
- A) výbušná náplň;
- b) poistka.
Ryža. 4.4.
Hlavnú bojovú nálož tvoria sekundárne trhaviny (trhaviny), až do druhej polovice 19. storočia. ako taký sa používal pušný prach.
Iniciovanie látky (primárne výbušniny) sú spravidla zahrnuté ako hlavná zložka rozbušky - neoddeliteľná súčasť zápalnice.
Fuzes- sú to zariadenia určené na spustenie detonácie (výbuchu) muničných náloží (nábojov, mín, bômb a pod.) pri stretnutí s cieľom, v cieľovej oblasti alebo v požadovanom bode dráhy letu. Sú určené na zapálenie pušného prachu, pyrotechnických zloží a detonáciu trhavín. Poistky zahŕňajú rozbušku a ovládač.
Poistkové pohony sa delia na:
- 1) perkusie (spustené nárazom streliva na prekážku);
- 2) diaľkové (spúšťa sa po určitom čase);
- 3) riadené (spúšťa sa pri príjme externého signálu).
Čo majú poistky spoločné, je prítomnosť: detonácie
obvody (súbor prvkov, ktoré zabezpečujú budenie detonácie výbušnej náplne); akčné členy (bubeníky, elektrické kontakty, piesty atď.), ktoré spôsobujú zapálenie alebo výbuch uzáverov zapaľovača alebo uzáverov rozbušiek; bezpečnostné zariadenia (membrány, uzávery, loptičky, kontrolky a pod.) zaisťujúce bezpečnosť pri úradnej manipulácii.
Detonácia zápalnice je vybudená (obr. 4.5):
- a) mechanicky (kapsula zapaľovača alebo puzdra rozbušky sa spúšťa energiou úderníka);
- b) trenie (trecia sila) pri vyťahovaní strúhadla;
- c) pomocou elektrickej iskry;
- d) chemicky (činidlo vyliate z rozbitej ampulky zapáli horľavú zmes).
Ryža. 4.5.
- 1 - kapsula rozbušky; 2 - puzdro retardéra; 3 - retardér;
- 4 - základný náter zapaľovača; 5 - spojovacia objímka; 6 - podložka úderníka; 7 - vodiaca podložka; 8 - teleso nárazového mechanizmu (rúrka);
- 9 - bubeník; 10 - hlavná pružina; 11 - zatvárací špendlík s krúžkom;
- 12 - uvoľňovacia páka (držiak); 13 - nárazový mechanizmus; 14 - poistka
Mechanická metóda výbuch sa uskutočňuje nárazom nárazového prvku (úderník, úderník) na zápalkovú kompozíciu zapaľovača, ktorý je prvkom zápalnice. Podľa princípu činnosti je mechanická metóda výbuchu podobná schéme spúšťacieho mechanizmu strelnej zbrane, keď sa nárazom úderníka spustí zápalka živej kazety. Jediný rozdiel je v tom, že namiesto práškovej náplne nábojnice sa iniciuje trhavina puzdra rozbušky, ktorá je súčasťou zápalnice. Druhom mechanickej poistky sú poistky, ktoré fungujú na princípe strúhadla, pri ktorom dochádza k teplu, vznieteniu a iskreniu v dôsledku trenia špeciálnych častí zariadenia.
Elektrický spôsob výbuch je založený na vytvorení iskry iniciovanej elektrickým prúdom. Používa sa v elektrických rozbuškách, často používaných na diaľkovú detonáciu priemyselných výbušnín. Tento spôsob výbuchu vyžaduje drôty a zdroj elektriny (batérie, dynamo atď.) na dodávanie elektriny do rozbušky. Keď sa zapne prúd, rozžeravený mostík elektrického zapaľovača sa zahreje, pyrotechnická zmes sa zapáli a vytvorí lúč ohňa, čo spôsobí explóziu iniciačnej zmesi pohára, čo následne vybudí detonáciu zapaľovača. hlavná náplň puzdra rozbušky. Výbuch posledného slúži ako iniciačný detonačný impulz pre výbušné nálože.
Chemická metóda výbuch je založený na chemickej aktivite určitých výbušných (predovšetkým iniciačných) kompozícií s určitými látkami. Keď sa tieto látky dostanú do kontaktu, dôjde k chemickej reakcii s intenzívnym uvoľňovaním tepla, čo má za následok výbuch. V bezpečnej polohe je aktívne činidlo oddelené od iniciačnej výbušnej zmesi špeciálnym izolátorom (kovová alebo plastová membrána). Vo vystreľovacej polohe, keď sa membrána rozpustí alebo pretrhne lisovaním, sa spojí dvojica účinných látok, ktoré vstupujú do chemická reakcia zapáliť a uvoľniť teplo, čo spôsobí výbuch.
Rozbuška- výbušný prvok obsahujúci výbušnú nálož, ktorá je citlivejšia na vonkajšie vplyvy ako výbušnina hlavnej nálože. Rozbuška je navrhnutá tak, aby spoľahlivo iniciovala výbuch hlavnej nálože delostreleckého granátu, míny, leteckej bomby, hlavice rakety, torpéda, ako aj demolačnej nálože. Toto je zariadenie, ktoré spôsobí výbuch výbušniny.
Väčšina zariadení má plášť alebo kryt, ktorý vykonáva funkcie, ako napríklad:
- 1) vytvorenie uzavretého priestoru na vytvorenie výbuchu;
- 2) poskytnutie škodlivého fragmentačného efektu;
- 3) poskytnutie určitého tvaru výbušnej náplni;
- 4) usporiadanie, spojenie častí zariadenia;
- 5) ochrana výbušnín pred vonkajšími vplyvmi;
- 6) kamufláž;
- 7) jednoduchosť prepravy a upevnenia, inštalácia na mieste výbuchu.
Výbušné zariadenie môže mať niekoľko nábojov, z ktorých každý je schopný vykonávať jednu alebo viac funkcií (obr. 4.6).
Ryža. 4.6.
A- konvenčné - fragmenty drvenia tela a špeciálna vložka (RGD-5) pôsobia ako škodlivé prvky; b- s telom vyrobeným technológiou práškovej metalurgie (spekaním malých guľôčok)
Pri výbuchu sa telo výbušného zariadenia rozdrví na úlomky, ktorých veľkosť a tvar závisí od konkrétneho typu výbušného zariadenia. Telá protipechotných granátov sa teda vyrábajú s predpokladom, že budú pri výbuchu rozdrvené na úlomky rôznych hmotností a veľkostí v závislosti od ich užšieho účelu a podmienok použitia. Granáty produkujúce malé úlomky, ktoré zasiahnu osobu v okruhu do 25 m, sa nazývajú útočné (RG-42, RGD-5, RGN), tie, ktoré produkujú veľké úlomky a zasiahnu osobu v okruhu 100-200 m. m sa nazývajú obranné (F-1, RGO) .
- Belyakov A. A. Forenzná teória a metódy identifikácie a vyšetrovania trestných činov súvisiacich s výbuchmi: dis. ... doktor práv. Sci. Jekaterinburg, 2003.
- 1 kcal = 4,1868 103 J.
Vo fyzike sa výbuchom rozumie široká škála javov spojených s uvoľnením veľkého množstva energie v obmedzenom objeme vo veľmi krátkom časovom úseku.
Okrem výbuchov konvenčných, kondenzovaných chemických a jadrových výbušnín medzi výbušné javy patria:
silné elektrické výboje, keď sa vo výbojovej medzere uvoľňuje veľké množstvo tepla, pod vplyvom ktorého sa médium mení na ionizovaný plyn s vysokým tlakom;
výbuch kovových drôtov, keď nimi preteká silný elektrický prúd, dostatočný na to, aby sa vodič rýchlo zmenil na paru; náhle zničenie plášťa, ktorý drží plyn pod vysokým tlakom;
zrážka dvoch pevných kozmických telies pohybujúcich sa k sebe rýchlosťou v desiatkach kilometrov za sekundu, kedy sa v dôsledku zrážky telesá úplne premenia na paru s tlakom niekoľkých miliónov atmosfér atď.
Spoločným znakom pre všetky tieto výbuchové javy, rôznorodé svojou fyzikálnou podstatou, je vytvorenie v lokálnej oblasti zóny zvýšeného tlaku s následným šírením prostredím obklopujúcim túto oblasť nadzvukovou rýchlosťou výbuchu/rázovej vlny, čo je priamy skok v tlaku, hustote, teplote a rýchlosti média.
Pri vznietení horľavých plynných zmesí a aerosólov sa nimi šíri plameň, čo je vlna chemickej reakcie vo forme vrstvy hrubej menšej ako 1 mm, nazývanej čelo plameňa. Avšak spravidla (okrem režimov detonačného spaľovania) tieto procesy neprebiehajú dostatočne rýchlo na to, aby vytvorili tlakovú vlnu. Preto proces spaľovania väčšiny plynných horľavých zmesí a aerosólov nemožno nazvať výbuchom a rozšírené používanie takéhoto názvu v odbornej literatúre je zjavne spôsobené tým, že ak sa takéto zmesi vznietia vo vnútri zariadenia alebo priestorov, potom v dôsledku pri výraznom zvýšení tlaku dochádza k jeho deštrukcii, ktorá svojou povahou a všetkými vonkajšími prejavmi má charakter výbuchu.
Ak teda neoddeľujeme procesy horenia a samotnú deštrukciu škrupín, ale uvažujeme o celom fenoméne ako o celku, potom tento názov pre mimoriadnu situáciu možno do istej miery považovať za opodstatnený.
Preto, keď sa horľavé zmesi plynov a aerosóly nazývajú „výbušnými“ a definujeme niektoré indikátory „výbušnosti“ látok a materiálov, treba pamätať na dobre známe konvencie týchto pojmov.
Ak sa teda v určitej nádobe vznietila horľavá zmes plynov, ale nádoba vydržala vzniknutý tlak, tak nejde o výbuch, ale o jednoduché spálenie plynov. Na druhej strane, ak nádoba praskne, potom ide o výbuch a nezáleží na tom, či k horeniu plynu v nej došlo rýchlo alebo veľmi pomaly; navyše o výbuch ide vtedy, ak v nádobe vôbec nebola horľavá zmes, ale praskla napríklad pretlakom vzduchu alebo aj bez prekročenia projektovaného tlaku, ale v dôsledku straty pevnosti nádoby korózii jeho stien.
Na to, aby sa akýkoľvek fyzikálny jav mohol nazývať výbuch, je potrebné a postačujúce, aby sa rázová vlna šírila celým prostredím. A rázová vlna sa môže šíriť len nadzvukovou rýchlosťou, inak to nie je rázová vlna, ale akustická vlna, ktorá sa šíri rýchlosťou zvuku. A v tomto zmysle neexistujú žiadne prechodné javy v spojitom médiu.
Ďalšia vec je detonácia. Napriek spoločnej chemickej povahe s deflagráciou (spaľovacia reakcia) sa sama šíri šírením rázovej vlny horľavou plynnou zmesou a je komplexom rázovej vlny a vlny chemickej reakcie v nej.
V literatúre sa často používa pojem „výbušné spaľovanie“, čo znamená deflagráciu s rýchlosťou šírenia turbulentného plameňa asi 100 m/s. Takéto meno však postráda akýkoľvek fyzický význam a nie je žiadnym spôsobom odôvodnené. Spaľovanie plynných zmesí môže byť deflagrácia a detonácia a nedochádza k „výbušnému horeniu“. Zavedenie tohto konceptu do praxe bolo zrejme spôsobené túžbou autorov vyzdvihnúť najmä vysoko turbulentné deflačné spaľovanie, ktorého jedným z dôležitých škodlivých faktorov je vysokorýchlostný tlak plynu, ktorý sám o sebe (bez tvorby rázová vlna) môže objekt zničiť aj prevrátiť.
Je známe, že za určitých podmienok sa deflagrácia môže zmeniť na detonáciu. Podmienky vedúce k takémuto prechodu sú zvyčajne prítomnosť dlhých pretiahnutých dutín, napríklad potrubia, štôlne, banské diela atď., najmä ak obsahujú prekážky, ktoré slúžia ako turbulizátory prúdu plynu. Ak spaľovanie začína ako deflagrácia a končí ako detonácia, potom sa zdá logické predpokladať prítomnosť nejakého prechodného režimu prechodného vo svojej fyzikálnej povahe, ktorý niektorí autori nazývajú výbušné spaľovanie. Ani to však nie je pravda.
Prechod deflačného horenia v dlhom potrubí k detonácii možno znázorniť nasledovne. V dôsledku turbulizácie a zodpovedajúceho zväčšenia povrchu plameňa sa rýchlosť jeho šírenia zvyšuje a horľavý plyn tlačí pred seba vyššou rýchlosťou, čo následne ďalej zvyšuje turbulenciu horľavej zmesi pred plameňom. vpredu. Proces šírenia plameňa sa sám zrýchľuje so zvyšujúcim sa stláčaním horľavej zmesi.
Tlak horľavej zmesi vo forme tlakovej vlny a zvýšená teplota(teplota v akustickej vlne sa zvyšuje podľa Poissonovho adiabatického zákona a nie podľa Hugoniotovho adiabatického zákona, ako sa to deje pri nárazovej kompresii) sa šíri dopredu rýchlosťou zvuku. A každá nová dodatočná porucha zo zrýchľujúceho sa čela turbulentného plameňa sa šíri plynom už zohriatym kompresiou vyššou rýchlosťou (rýchlosť zvuku v plyne je úmerná T1/2, kde T je absolútna teplota plynu) , a preto čoskoro dobehne čelo predchádzajúceho narušenia a je s ním zhrnuté. Nemôže však predbehnúť čelo predchádzajúcej poruchy, pretože lokálna rýchlosť zvuku v studenom horľavom plyne nachádzajúcom sa v nenarušenom plyne je oveľa nižšia. Na nábežnej hrane prvého akustického rušenia teda dochádza k sčítaniu všetkých nasledujúcich rušení, amplitúda tlaku na prednej strane akustickej vlny sa zvyšuje a samotná predná časť, pôvodne plochá, je čoraz strmšia a nakoniec sa odkláňa od akustické na šok. Pri ďalšom zvyšovaní amplitúdy rázového čela v ňom teplota podľa Hugoniota adiabata dosahuje teplotu samovznietenia horľavej zmesi, čo znamená výskyt detonácie. Detonácia je rázová vlna, pri ktorej dochádza k samovznieteniu horľavej zmesi.
Vzhľadom na opísaný mechanizmus detonácie je dôležité poznamenať, že ho nemožno chápať ako nepretržitý prechod z deflagrácie v dôsledku neustáleho zrýchľovania čela plameňa: k detonácii dochádza náhle pred deflačným plameňom, dokonca aj vo významnej vzdialenosti od neho. keď sú tam vytvorené vhodné kritické podmienky. Následne sa detonačná vlna, ktorá je jedným komplexom rázovej vlny a chemickej reakčnej vlny, šíri stacionárne konštantnou rýchlosťou nerušeným horľavým plynom, bez ohľadu na deflačný plameň, ktorý ju generoval, a ktorá pri priblížení čoskoro úplne prestane existovať. produkty detonácie.
Rázová vlna, vlna chemickej reakcie a vlna riedenia sa teda v produktoch spaľovania pohybujú rovnakou rýchlosťou a spolu predstavujú jeden komplex, ktorý určuje rozloženie tlaku v detonačnej zóne vo forme ostrého krátkeho vrcholu. Presne povedané, zóna chemickej reakcie je umiestnená v určitej vzdialenosti od prednej časti rázovej vlny, pretože proces samovznietenia nenastáva ihneď po nárazovom stlačení horľavej zmesi, ale po určitej indukčnej perióde a má určitú keďže k chemickej reakcii dochádza, aj keď rýchlo, ale nie okamžite. Avšak ani začiatok chemickej reakcie, ani jej koniec na krivke experimentálneho maxima tlaku nedefinuje žiadne charakteristické zlomy. Počas experimentov snímače tlaku zaznamenávajú detonáciu vo forme veľmi ostrých špičiek a často zotrvačnosť snímačov a ich lineárne rozmery neumožňujú spoľahlivé meranie nielen profilu vlny, ale ani jej amplitúdy. Pre hrubé odhady tlakovej amplitúdy v detonačnej vlne môžeme predpokladať, že je 2-3 krát vyššia ako maximálny výbuchový tlak danej horľavej zmesi v uzavretej nádobe. Ak sa detonačná vlna priblíži k uzavretému koncu potrubia, odrazí sa, v dôsledku čoho sa tlak ďalej zvyšuje. To vysvetľuje veľkú ničivú silu detonácie. Dopad detonačnej vlny na prekážku je veľmi špecifický: má charakter tvrdého úderu.
Analogicky s kondenzovanými výbušninami, ktoré sa zvyčajne delia na výmetné (práškové) a trhacie, je možné poznamenať, že detonácia v tomto zmysle má, relatívne povedané, trhací účinok na prekážku a deflagrácia má účinok výmetný.
Ak sa vrátime k otázke možnosti a podmienok prechodu deflagrácie na detonáciu, treba uviesť, že to si vyžaduje nielen turbulizátory prúdenia plynu, ale existujú aj koncentračné limity pre možnosť detonácie, ktoré sa výrazne rovnajú napr. koncentračné limity šírenia deflagračného plameňa. Čo sa týka možnosti detonácie plynového mraku v otvorenom priestore, nie všetky horľavé plynné zmesi sú toho schopné: sú známe experimentálne štúdie, ktoré napríklad ukázali, že keď k detonácii došlo v strede metánovo-vzduchového oblaku tzv. stechiometrické zloženie, to znamená, že vybuchla malá časť kondenzovanej výbušniny, potom detonácia mrakov, ktorá začala, zhasla a zmenila sa na deflagráciu. Preto, keď je potrebné prinútiť plynný mrak k detonácii v otvorenom priestore (tzv. vákuová bomba), potom by ste mali v prvom rade zvoliť látku, ktorá môže detonovať v zmesi so vzduchom v otvorenom priestore, napr. etylénoxid, a po druhé, nielen ho podpáliť a na začiatku odpáliť aspoň malú časť skondenzovanej výbušnej (detonačnej) látky.
Výbuch- rýchly fyzikálny alebo fyzikálno-chemický proces, ktorý nastáva pri výraznom uvoľnení energie v malom objeme v krátkom časovom úseku a vedie k otrasom, vibráciám a tepelným účinkom na životné prostredie v dôsledku vysokorýchlostnej expanzie výbuchu Produkty.
Deflačný výbuch- uvoľnenie energie v objeme oblaku horľavých plynných zmesí a aerosólov pri šírení exotermickej chemickej reakcie podzvukovou rýchlosťou.
Detonačný výbuch- výbuch, pri ktorom dochádza k vznieteniu nasledujúcich vrstiev trhaviny v dôsledku stlačenia a ohrevu rázovou vlnou, vyznačujúci sa tým, že rázová vlna a zóna chemickej reakcie nasledujú nerozlučne za sebou konštantnou nadzvukovou rýchlosťou.
Chemická explózia nekondenzovaných látok sa líši od spaľovania tým, že k horeniu dochádza vtedy, keď sa počas samotného spaľovacieho procesu vytvorí horľavá zmes. :36
Výbušné produkty sú zvyčajne plyny s vysokým tlakom a teplotou, ktoré sú pri rozpínaní schopné vykonávať mechanickú prácu a spôsobiť deštrukciu iných predmetov. Okrem plynov môžu produkty výbuchu obsahovať aj vysoko rozptýlené pevné častice. Deštruktívny účinok výbuchu je spôsobený vysokým tlakom a vznikom rázovej vlny. Účinok výbuchu môže byť posilnený kumulatívnymi účinkami.
Encyklopedický YouTube
-
1 / 5
Na základe pôvodu uvoľnenej energie sa rozlišujú tieto typy výbuchov:
- Chemické výbuchy výbušnín - v dôsledku energie chemických väzieb východiskových látok.
- Výbuchy tlakových nádob (plynové fľaše, parné kotly, potrubia) – vplyvom energie stlačeného plynu alebo prehriatej kvapaliny. Patria sem najmä:
- Výbuch expandujúcich pár vriacej kvapaliny (BLEVE).
- Výbuchy pri uvoľnení tlaku v prehriatych kvapalinách.
- Výbuchy pri zmiešaní dvoch kvapalín, pričom teplota jednej z nich je oveľa vyššia ako teplota varu druhej.
- Jadrové výbuchy - v dôsledku energie uvoľnenej pri jadrových reakciách.
- Elektrické výbuchy (napríklad počas búrky).
- Sopečné výbuchy.
- Výbuchy pri zrážke kozmických telies, napríklad pri páde meteoritov na povrch planéty.
- Výbuchy spôsobené gravitačným kolapsom (výbuchy supernov a pod.).
Chemické výbuchy
Neexistuje konsenzus o tom, ktoré chemické procesy by sa mali považovať za výbuch. Je to spôsobené tým, že sa môžu vyskytnúť vysokorýchlostné procesy vo forme detonácie alebo deflagrácie (pomalé spaľovanie). Detonácia sa líši od spaľovania tým, že k chemickým reakciám a procesu uvoľňovania energie dochádza pri vytváraní rázovej vlny v reagujúcej látke a zapojenie nových častí výbušniny do chemickej reakcie nastáva v prednej časti rázovej vlny a nie prostredníctvom tepelnej vodivosti a difúzie, ako pri pomalom spaľovaní. Rozdiely v mechanizmoch prenosu energie a hmoty ovplyvňujú rýchlosť procesov a výsledky ich pôsobenia na životné prostredie, avšak v praxi sa pozorujú veľmi rozdielne kombinácie týchto procesov a prechody od horenia k detonácii a naopak. V tomto ohľade sú rôzne rýchle procesy zvyčajne klasifikované ako chemické výbuchy bez špecifikácie ich povahy.
Existuje prísnejší prístup k definovaniu chemického výbuchu ako výlučne detonácie. Z tejto podmienky nevyhnutne vyplýva, že pri chemickom výbuchu sprevádzanom redoxnou reakciou (horením) sa musí spaľovacia látka a okysličovadlo zmiešať, inak bude rýchlosť reakcie obmedzená rýchlosťou procesu dodávania okysličovadla a týmto procesom, má spravidla difúznu povahu. Napríklad zemný plyn horí pomaly v horákoch domácich sporákov, pretože kyslík pomaly vstupuje do spaľovacieho priestoru difúziou. Ak však zmiešate plyn so vzduchom, vybuchne z malej iskry - objemový výbuch. Existuje len veľmi málo príkladov chemických výbuchov, ktoré nie sú spôsobené oxidáciou/redukciou, ako je reakcia jemného oxidu fosforečného s vodou, ale možno to považovať aj za výbuch pary.
Jednotlivé výbušniny zvyčajne obsahujú kyslík ako súčasť svojich vlastných molekúl. Ide o metastabilné látky, ktoré sa môžu skladovať viac či menej na dlhú dobu pri normálnych podmienkach. Pri iniciácii výbuchu sa však do látky prenesie dostatočná energia na samovoľné šírenie horiacej alebo detonačnej vlny, ktorá zachytí celú hmotu látky. Podobné vlastnosti má nitroglycerín, trinitrotoluén a ďalšie látky.
uvoľnenie veľkého množstva energie v obmedzenom objeme v krátkom čase. V. vedie k vzniku vysoko zahriateho plynu (plazmy) s veľmi vysokým tlakom, ktorý pri expanzii mechanicky pôsobí (tlak, deštrukcia) na okolité telesá. V pevnom prostredí je sprevádzané jeho ničením a drvením. V. sa vykonáva najčastejšie v dôsledku uvoľnenia chemickej energie výbušnín.
Výborná definícia
Neúplná definícia ↓
Výbuch
rýchla premena hmoty (výbušné spaľovanie), sprevádzaná uvoľňovaním energie a tvorbou stlačených plynov schopných produkovať prácu. Nárazová vlna sa šíri prostredím. Suma uvoľnená pri c. Energia určuje rozsah (objem, plochu) ničenia. Množstvo koncentrácie energie na jednotku objemu určuje intenzitu deštrukcie pri zdroji výbuchu. Výbušný tlak, kpa stupnica poškodenia budov 100 úplné zničenie budov 5350 % zničenie budov 28 priemerné poškodenie budov 12 stredné poškodenie budov (poškodenie vnútorných priečok, rámov, dverí a pod.) 3 menšie poškodenia budov (časť zasklenie je rozbité) Výbušný tlak 5 kPa, charakterizujúci netraumatické poškodenie človeka je akceptovaný ako hraničná hodnota pri určovaní kategórie priestorov a budov, vonkajších inštalácií. Pri tlaku v. Pod 5 kPa miestnosť, budova alebo vonkajšia inštalácia nepatria do kategórie a alebo b z hľadiska nebezpečenstva výbuchu a požiaru. Pri difúznom spaľovaní pevných látok a tekuté látky(materiály) v podmienkach požiaru c. Nie je implementovaný. Pri akumulácii produktov tepelnej a termooxidačnej deštrukcie v uzavretom objeme (vodík, metán, oxid uhoľnatý atď.) sa však môže vyskytnúť B.. Príklad je v. Silá a bunkre pri výťahoch, krmivách. Pri samoohrievaní a následnom samovznietení rastlinných materiálov sa produkty rozkladu hromadia vo vyhorených dutinách a pri zrútení klenieb sa vznietia zo vzduchu. PROJEKTOVANÉ V. Používa sa vo vojenských záležitostiach, baníctve, stavebníctve atď.
Najprv si definujme pojem „výbuch“. Výkladový slovník uvádza nasledujúcu definíciu výbuchu: jav sprevádzaný 1) prudkým hukotom, 2) rýchlou chemickou alebo jadrovou reakciou s uvoľňovaním tepla a rýchlou expanziou plynu a 3) deštruktívnym účinkom v dôsledku vysoký krvný tlak v oblasti výbuchu. Prísnejšia vedecká definícia výbuchu je uvedená v práci:
„Výbuch v atmosfére znamená uvoľnenie energie počas takého časového obdobia a v takom objeme, ktorý je dostatočne malý na to, aby vytvoril tlakovú vlnu s konečnou amplitúdou šíriacu sa od zdroja výbuchu. Zdrojom energie môže byť jadrová, chemická alebo elektrická alebo tlaková energia. Uvoľnenie tejto energie však nie je výbuchom, ak nie je dostatočne lokalizované v čase a priestore a nevedie k vytvoreniu počuteľnej tlakovej vlny. Hoci výbuchy sú zvyčajne sprevádzané deštrukciou, nie je nevyhnutné, aby k nim došlo. Aby však došlo k výbuchu, musí byť sprevádzaný zvukovým efektom.“
Táto definícia platí pre vzdušné výbuchy. Výbuchy vedúce k zničeniu, samozrejme, môžu nastať aj v iných médiách – vo vode a zemi. Budeme brať do úvahy iba náhodné výbuchy vo vzduchu za normálnych podmienok, zámerne vylúčime podmorské alebo podzemné výbuchy, pretože väčšina takýchto výbuchov je plánovaná a používa sa na vojenské a mierové účely, ako je odstrel.
Existuje mnoho dôvodov vedúcich k výbuchom v atmosfére. Tabuľka 2.1 obsahuje zoznam zdrojov výbuchu vrátane prirodzených, úmyselných a náhodných výbuchov. Zoznam je zostavený s prihliadnutím na rôzne spôsoby uvoľňovania energie a zdá sa nám byť celkom úplný. V tabuľke 2.1 obsahuje aj zoznam teoretických modelov, ktoré popisujú zdroje a používajú sa na štúdium výbuchov. Samozrejme, takéto modely sú istou idealizáciou reálnych procesov.
Tabuľka 2.1. Klasifikácia výbuchu 1 I
Teoretické Príroda Úmyselne Náhodné výbuchy Ideálna bodka - Blesk Jadrové výbuchy Výbuchy kondenzátu druhý zdroj BB kúpeľne v ideáli Výbuchy kondenzácie v krehkej škrupine plynu hodnotenie BB s ním alebo bez neho v skutočnom plyne Sopky priemyselné BB vojenské BB v odolnom obale Meteo- pyrotechnické Výbuchy pri spaľovaní Automodelka ritas BB v uzavretom objeme bez zdroj (zdroj- pretlak prezývka s nekonečnom Výbuchy paliva - plyny a výpary vysoké uvoľňovanie energie) vzdušné mraky prachové suspenzie Zbrane a pištole Výbuchy nádob s plynom explózie krku pod tlakom Guľa s okamžitým pri papuli v prípade jednoduchých nehôd s veľkou energiou si od- reset nemá č áno (nereaguje lenivosť (vybuchujúca- rolovacia pištoľ plyny) súčasná sféra) pri horení Guľa s hladkou Elektrické nasledovaný iskry rénium ene pro melirovanie keď sa chemikália vymkne kontrole Piest reakcie pri odchode zospodu
s konštantným Explodujúce pro- jadrovej kontroly rýchlosť vlečie reaktor zrýchľovanie Laserové iskry BLEVE (kapacitné výbuchy) s posledným XO- Výbuchy v uzavretom okruhu s prehriatou kvapalinou dom kosť) Energetická vlna ty objemy, at- s vonkajším vykurovaním príklad výskumu ve divízií výbuchy tela so spaľovaním po pri horení plyny a prachové častice nehody C konštanta toto, ako aj výbuch žiadne pálenie po rýchlosť máš na sebe cylindre nehody vnútorné motory pri odchode zospodu počas detonácie spaľovanie chemická kontrola keď zrýchlim - reakcie horiace plamene so spaľovaním po havárii s plameňmi šíriacimi sa smerom k stredu zdroja žiadne spaľovanie po nehode Výbuchy sú neobmedzené
Odporúčame tiež
Načítava...