انفجار ابر بخارات
انفجار ابر بخارات
انفجار ابر بخارات
فرمت: Pdf تعداد صفحات: 15
مقدمه
زمانیکه حجم زیادی از بخارات ناشی از تبخیر مایعات و یا گازهای قابل اشتعال در هوا منتشر شود در صورتی که این مقدار در محدوده بین حد پایین انفجار (LEL (lower explosion limit و حد UEL بالای انفجار (upper explosion limit) باشد با وجود جرقه انفجار ابر بخارات می تواند رخ دهد.
پیامد این نوع انفجار شار تشعشعی و افزایش فشار در محیط اطراف خواهد بود. انفجار ابر بخارات به دو صورت detonation و deflagration اتفاق می افتد که در بخش تئوری به آن اشاره شده است.
عامل اصلی انفجار ابر بخارات وجود جرقه است که ممکن است پس از تشکیل ابر بخارات بین ۱ تا ۵ دقیقه ایجاد شود. Lenoir و Davenport در سال ۱۹۹۲ این زمان تاخیری را بین ۶ ثانیه تا ۶۰ دقیقه بیان نموده اند. VCE زمانی اتفاق میافتد که گاز منتشر شده در محیط بعد از ۵ تا ۱۰ دقیقه منفجر شود.
برای اینکه ماده رها شده در محیط به واسطه ی ایجاد جرقه منفجر گردد چهار شرط لازم است.
- ماده منتشر شده اشتعال پذیر باشد.
- قبل از ایجاد جرقه ابعاد ابر منتشر شده از آزاد شدن ماده باید به اندازه کافی بزرگ باشد.
- غلظت ابر بخارات باید در محدوده LEL و UEL باشد.
- محیطی که در آن ماده رها شده است به اندازه کافی موانع و محدودیت داشته باشد.
تراکم اجسام در محلی که ممکن است انفجار رخ دهد در پیامدهای ناشی از انفجار اهمیت زیادی دارد هرچه تراکم ناشی از تجهیزات و ساختمانها بیشتر باشد موج انفجار قدرت بیشتری داشته و آثار مخرب آن بیشتر است.
اینکه انفجار بصورت detonation یا deflagration باشد به مقدار گاز، تراکم تجهیزات و انرژی جرقه بستگی دارد اگر زمان تاخیری جرقه زیاد باشد انفجار از نوع detonation خواهد بود اگر زمان ایجاد جرقه آنی باشد Flash Fire (حریق ناگهانی) اتفاق خواهد افتاد.
2- روش های مدلسازی انفجار ابر بخارات
2-1- روش معادل (TNT Equivalent Method) TNT
این روش یک مدل ساده و تجربی می باشد که توسط Braise & Simpson در سال۱۹۶۸ پیشنهاد شد. در این روش هر ماده قابل انفجار می بایست به جرم معادل TNT تبدیل شود. در این روش ابتدا جرم معادل TNT محاسبه شده و سپس با توجه به فاصله منبع انفجار تا هدف فاصله اسکیل (Z) محاسبه می شود.
2-1-1- روش محاسبه جرم معادل TNT
MTNT: جرم معادل TNT (kg)
MG: جرم ماده اشتغال زا و حاضر در انفجار (kg)
H∆c: انرژی احتراق به ازای یک کیلوگرم از ماده قابل انفجار (kj/kg)
H∆TNT: انرژی احتراق به ازای یک کیلوگرم از TNT (حدود ۴۷۶۰kj/kg)
fE: بازده انفجار (بین ۰.۰۱ تا ۰.۱ در نظر گرفته می شود)
برای بعضی از مواد بازده انفجار در جدول ۱ تعریف شده است.
جدول ۱: بازده انفجار برخی از مواد
TNT Equivalence |
Efficiency E | Energy Ratio”
|
Material |
0.4 | 0.06 | 6.9 |
Acetylene oxide |
0.6 |
0.1 | 6 | Ethylene oxide |
0.4 | 0.04 | 10 |
Hydrocarbons |
0.16 |
0.04 | 4.2 | Vinyl chloride |
Ratio of heat of combustion of the material to that of TNT |
روش محاسبه فاصله اسکیل (Z):
X: فاصله از مرکز انفجار تا هدف (متر)
Z: فاصله اسکیل (scaled distance) (فاصله ای که فاقد بعد می باشد)
MTNT: جرم معادل (kg) TNT
ج- روش های محاسبه فشار اسکیل: (فشاری که بدون بعد بوده و بایستی نهایتا در فشار اتمسفریک ضرب شده تا دارای بعد یا واحد شود.)
محاسبه فشار اسکیل با استفاده از نمودار:
پس از محاسبه Z طبق نمودار ۱ می توان افزایش فشار اسکیل (PS)، زمان رسیدن موج انفجار به هدف (ta) ایمپالس (ip) و مدت زمان انفجار (td) را بدست آورد.
Scaled Distance, Z (m/kg)
نمودار ۱: نمودار محاسبه افزایش فشار اسکیل شده زمان رسیدن موج انفجار به هدف ایمپالس و مدت زمان انفجار
ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.
ورود یا ثبـــت نــــام + فعال کردن اکانت VIP
مزایای اشتراک ویژه : دسترسی به آرشیو هزاران مقالات تخصصی، درخواست مقالات فارسی و انگلیسی، مشاوره رایگان، تخفیف ویژه محصولات سایت و ...
حتما بخوانید:
دیدگاهتان را بنویسید
می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟خیالتان راحت باشد :)