Параметры ударной волны на расстояниях R > ro.

Формулы для определения значений параметров ударной волны на расстояниях, превышающих радиус полусферы газового облака в окружающем воздухе, получены путем аппроксимации численного решения задачи о детонации пропановоздушной смеси, выполненной Б.Е.Гельфандом. Решение получено интегрированием системы нестационарных уравнений газовой динамики в сферических координатах в переменных Лагранжа и позволяет получать результаты удовлетворительно согласующиеся с экспериментальными данными для горючих смесей различных углеводородов с воздухом.

Максимальное избыточное давление во фронте ударной волны (кПа):

; (8)

; , (9)

где: M_Т - тротиловый эквивалент наземного взрыва полусферического облака ГВС (кг);

P₀ - атмосферное давление, равное 100 кПа.

Удельный импульс ( Па с ):

; (10)

. (11)

Тротиловый эквивалент (кг) определяется из соотношения (2), в котором k=Q/Q_Т и h=1, т.е. в предположении, что энергия взрыва полусферического облака полностью отражена поверхностью, над которой это облако образовалось. С учетом изложенного:

, (12)

где: M_В - масса вещества, взрывающегося в составе облака ГВС (кг);

Q - теплота, выделяющаяся при сгорании данного вещества (кДж/кг);

Q_Т - теплота взрыва тротила (4520 кДж/кг).

Q представляет собой табличную величину (таблица 3), которая показывает количество энергии, выделяющейся при взрыве (сгорании) единицы массы данного вещества.

Значение M_В определяется соотношением

, (13)

где: M_ХР - масса вещества, находившегося в хранилище до аварии (до взрыва);

d - коэффициент, зависящий от способа хранения вещества, показывающий долю вещества, переходящую при аварии в газ:

d=1 - для газов при атмосферном давлении,

d=0.5 - для сжиженных газов, хранящихся под давлением,

d=0.1 - для сжиженных газов, хранящихся изотермически,

d=0.02-0.07 - для растекшихся ЛВЖ;

Объем газового облака V₀ и размер полусферы газового облака r₀ зависят от количества исходного вещества, находившегося в хранилище до аварии, и способа его хранения. Определение этих параметров может быть выполнено по формулам:

, м³; , м ; (14)

где: V_a - объем киломоля идеального газа (постоянная Авогадро:V_a=22.4 куб.м./кмоль);

m- молярная масса хранящегося вещества (кг/кмоль);

c_стх- стехиометрическая объемная концентрация (в абсолютных долях).

Приближенно для наиболее часто используемых углеводородов можно пользоваться при расчетах формулой:

, м

где: М_ХР - количество вещества, находившегося в хранилище до аварии (взрыва) в т;

0.6 - коэффициент, учитывающий способ хранения.

Значения параметров, характеризующих некоторые вещества, приведены в таблице 3.

Таблица 3