Страница 179

Решение задачи турбулентной диффузии СДЯВ для наземных источников может быть представлено в виде:

где D—токсодоза СДЯВ; х, у—расстояние по осям Х и У; Q— количество вещества, перешедшее в первичное или вторичное облако;

и — скорость ветра; l — константа, зависящая от вертикальной устойчивости атмосферы; y —параметр, определяемый соотношением и и х (пропорционален х-1/2).

При заданном значении D это соотношение можно рассматривать как уравнение для определения совокупности точек (X, Y), образующих изолинию равных значений токсодозы. При прогнозировании размеров зоны заражения СДЯВ по токсодозе можно использовать методику РД 52.04.253—90, основанную на вышеприведенном уравнении. Порядок расчета приведен в приложении 2.2.

Оценка зон воздействия взрывных процессов. Под взрывом принято понимать широкий круг явлений, связанных с выделением за очень короткий промежуток времени большого количества энергии в ограниченном пространстве. Обычно взрывы связаны с превращениями вещества в результате химической реакции или в результате ядерных превращений. На практике чаще других встречаются следующие типы взрывов: свободный воздушный взрыв, наземный (приземный) взрыв взрыв внутри помещения (внутренний взрыв), а также взрывы больших газообразных облаков в атмосфере.

К свободным воздушным взрывам относят взрывы, происходящие на значительной высоте от поверхности земли, при этом не происходит усиления ударной волны между центром взрыва и объектом за счет отражения. Избыточное давление на фронте и длительность фазы сжатия зависят от энергии взрыва (массы С заряда ВВ), высоты центра взрыва над поверхностью Земли, условий взрыва и расстояния R от эпицентра. Параметры взрыва подчиняются законам подобия согласно следующим соотношениям:

где С1 и С2 —массы первого и второго заряда; R1 и R2 —расстояния до рассматриваемых точек.

Предыдущее соотношение можно записать в виде

где R —приведенное расстояние; С* — тротиловый эквивалент. Для воздушных взрывов на высоте Н из условий подобия имеем

где H̅ —приведенная высота.

Давление Рф (МПа) для свободно распространяющейся сферической воздушной ударной волны

,

в которой вид взрывчатого вещества учитывается тротиловым эквивалентом.

Для ядерных взрывов величина С представляет тротиловый эквивалент по ударной волне. Если обозначить Сп — полный тротиловый эквивалент, то для свободно распространяющейся в атмосфере ударной волны воздушного взрыва С=0,5Сп, а для наземного и приземного ядерных взрывов С= 2·0,5Сп.

Рис. 8.3. Волнообразование при воздушном взрыве:

Э—эпицентр взрыва; П—фронт падающей волны; О—фронт отраженной волны; Г— фронт головной ударной волны; Т—траектория тройной точки; А—зона регулярного отражения; Б — зона нерегулярного отражения

Наземные и приземные взрывы. Если взрыв происходит на поверхности Земли, то воздушная ударная волна от взрыва усиливается за счет отражения. Параметры ударной волны рассчитывают по формулам воздушного взрыва, однако величину энергии взрыва удваивают; в случае конденсированных ВВ избыточное давление взрыва можно рассчитывать по соотношению:

где Р0 — атмосферное давление, МПа; r — расстояние от центра взрыва; С—мощность заряда, кг; h —свойства поверхности, на которой происходит взрыв. Значения коэффициента h приведены ниже.

Грунт средней плотности………..

Плотные глины и суглинки………

Бетон ............................................

Стальные плиты………………….

0,6-0,65

0,8

0,85...0,9

0.95...1.0

Более сложные процессы происходят при взрывах в приземных слоях атмосферы. При этих взрывах образуются сферические воздушные ударные волны, распространяющиеся в пространстве в виде области сжатия —разряжения (рис. 8.3). Фронт воздушной ударной волны характеризуется скачком давления, температуры, плотности и скорости частиц воздуха. При достижении сферической ударной волны земной поверхности она отражается от нее, что приводит к формированию отраженной волны. На некотором расстоянии от эпицентра взрыва (проекции центра взрыва на земную поверхность) фронты прямой и отраженной ударных волн сливаются, образуя головную волну, имеющую фронт, нормальный к поверхности Земли и перемещающийся вдоль ее поверхности. Область пространства, где отсутствует наложение и слияние фронтов, называется зоной регулярного отражения, а область пространства, в которой распространяется голо-вная волна,—зоной нерегулярного отражения.