Прикладные аспекты аварийных выбросов в атмосферу (Романов) - страница 16

Разлет раздробленной детонацией твердой фазы взрыва происходит независимо от механических и физических характеристик подрываемых объектов. При любом взрывообразном выделении энергии ВВ, размещенного на подстилающей поверхности или на некотором возвышении, будет происходить образование взрывной воронки, ударных воздушной и сейсмических волн, дробление грунта и ВВ, фрагментация подрываемого изделия или объекта, а также образование газогрунтового и первичного пылегазового выбросов.

При взрыве ВВ в атмосфере или на подстилающей поверхности разлет твердой фазы взрыва и ее выпадение на эту поверхность определяется основными соотношениями сохранения макроскопических характеристик подрываемого вещества и вовлеченных в этот процесс объектов (грунта, воздуха и т. п.), а также уравнениями баллистики. Такими соотношениями являются уравнения сохранения массы вещества и массы примеси в выбросе, уравнение сохранения количества движения разлетающегося вещества, а также уравнение сохранения энергии и уравнение состояния в форме динамического равновесия давлений атмосферного воздуха и давления газообразной части сформировавшегося выброса.

Параметры газообразного или парообразного выброса могут быть получены при использовании соотношений сохранения макроскопических характеристик вещества, осредненного по объему выброса. Эти соотношения выражают собой законы сохранения массовых, динамических и энергетических параметров вещества турбулентного объема в процессе его формирования с «подпиткой» от источника вещества и энергии при наличии химических реакций и фазовых переходов. Они в конечно-разностной форме в общем виде записываются так [4, 41–46]:


М>2>1 +Q>0Δt + ESΔt,

M>2 i=M>1 i+Q>0C>i0Δt + ESC>ieΔt,

M>2V>2 = M>1V>1 + g(ρ>e — ρ)νΔt,

P = P>e,

M>2Ξ>2 = M>1 Ξ>1 + Q>0q>TΔt + ESΞ>eΔt + ΔQ>ФП + W>jq>xΔt — HΔt где:

M, M>i — масса вещества выброса и масса i-ой примеси в нем,

Q>0 — расходная функция формирующегося выброса,

С>i — массовая концентрация i — ой примеси, С>i>i/М,

Ξ, Ξ — полные энергии единицы массы вещества выброса и окружающей среды,

р, v,V,S — плотность выброса, его объем, скорость его движения и площадь вовлечения Е в него окружающей среды,

g — ускорение земного притяжения,

q>T — теплотворная способность топлива,

Р — давление газа или пара,

W>i— скорость образования i — ой примеси в результате химических реакций с теплотой образования q>x в объеме выброса,

ΔQ>ФП — теплота фазовых переходов (парообразования или конденсации для жидкой испаряющейся части выброса),

Н — потери энергии выброса (излучение, контакт с подстилающей поверхностью, с выпадающей примесью и т. п.).