ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ В СОДЕРЖАНИИ КУРСА

ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА

Современное общество стремится жить комфортнее. Возрастает и объем потребляемых средств комфорта и техники, поэтому с каждым годом все возрастают производственные мощности. При этом увеличении объемов производства во всех отраслях промышленности, в том числе нефтегазодобывающей промышленности, увеличивается и вероятность возникновения техногенных аварий, которые сопровождаются пожарами и взрывами.

Они приносят большой материальный ущерб, приводят к человеческим потерям, нарушают безопасность жизни. Понятно, что необходимо решение проблем предотвращения аварий и катастроф техногенного характера. Для этого нужны знания основных физико-химических закономерностей, приводящих к возникновению горения и взрыва.

Именно фундаментальная подготовка специалистов в этой области, понимание ими теоретических зависимостей и факторов, которые сопровождают процессы горения и взрыва, должны обеспечить решение вопросов пожарной безопасности как на производстве, так и в бытовых условиях. Теория должна быть подкреплена выполнением практических и лабораторных работ по расчетам и прогнозированию опасных поражающих факторов при горении и взрыве.

Специфика теории горения построена на современных позициях новых физико-химических и гидродинамических эффектов, используются новые теоретические математические методы, которые позволяют решить конкретные прикладные задачи.

Освоение этой дисциплины приведет к знанию таких вопросов:

– суть и особенности горения и взрыва, как физико-химического процесса;

– суть и особенности тепловой, цепной и диффузионной теории горения;

– виды горения, отличительные особенности гомогенного, гетерогенного и турбулентного горений;

– особенности горения газов, жидкостей, твердых горючих веществ, пиротехнических составов, металлизированных смесей и взрывчатых веществ; – особенности и структура пламени и скорости его распространения в зависимости от условий возникновения горения;

– основные теоретические особенности взрывчатого превращения, типов и видов взрывов, основные свойства взрывчатых веществ и средств взрывания;

– основные особенности действия взрыва в различных средах, типы ударных волн и их основные поражающие характеристики.

Знание этих теоретических положений позволит:

– проводить расчеты тепловых и взрывных зон поражения, возникающих при горении и взрыве в техносфере;

– проводить расчеты наружных контактных и неконтактных зарядов;

– использовать знания теории горения и взрыва при разработке рекомендаций по безопасному технологическому циклу взрывопожароопасного производства, моделированию и прогнозу опасных процессов;

– владеть методами оценки пожаро- взрыво- опасности веществ и горючих материалов;

– оценки поражающих факторов горения и взрыва топливовоздушных смесей; – оценки сейсмической зоны и зоны поражения осколками при взрыве заряда в металлических оболочках и без оболочки.

Таким образом, главная задача нашего курса – познакомиться с явлениями горения и взрыва. Какие явления могут возникнуть при загорании, выявить причины возможных взрывов, для того, чтобы учесть их в своей практической деятельности при конструировании и эксплуатации оборудования, применяемого в производстве ВВ и порохов, т.е. взрывом надо управлять, а для этого надо знать его закономерности.

ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ

Наша цивилизация основана на использовании электрической энергии. Современная энергетики использует принцип трансформации теплоты в механическую работу, с помощью которой в генераторах создается электроэнергия, удобная для передачи на расстояния. Необходимую теплоту получают путем сжигания топлива в топках паровых котлов или в двигателях внутреннего сгорания, дизельных установках.

Обеспечение безопасности работы разнообразного оборудования при сжигании широкой гаммы топлив требует детального знания механизмов возникновения и развития взрыва топливной субстанции с учетом влияния воздействующих факторов.

Стремление к повышению надежности и экономичности технологических установок, работающих на органическом топливе, при крайнем разнообразии топлив привело к появлению различных систем пылеприготовления и сжигания. Непрерывно продолжаются поиски новых принципов их работы. Для их безопасной работы необходимо соблюдать определенные требования.

Промышленность ВВ возникла во второй половине Х1Х века, значительное развитие получила лишь в ХХ веке, на базе быстрого развития химии, коксохимической и нефтеперерабатывающей промышленности как источников сырья для бризантных ВВ.

До 1860 г. единственным взрывчатым веществом был дымный или черный порох, который использовался в военном деле, а позднее и ПВВ. Происхождение дымного пороха точно не известно, предположительно впервые он появился в Китае не позднее Х11 века. В 1992 г. В России было произведено 1,3 млн т ПВВ, их ассортимент постоянно меняется, исходя из технико-экономической эффективности и перспектив применения.

Максимальное потребление индивидуальных бризантных ВВ в промышленности было в 1950­–55 гг. Затем им на смену пришли более дешевые и менее опасные при производстве и применении взрывчатые смеси из нитрата аммония с дизельным топливом (смесь АС-ДТ) и водосодержащие составы, которые обладают высокими показателями экономичности, безопасности, эффективности, технологической простоте изготовления и скорости заряжания скважин. Их объем выпуска во многих странах мира значительно превосходит объемы других типов взрывчатых смесей.

В 1832 г. французским ботаником Бракоино была открыта нитроцеллюлоза; в 1845 г. Собреро в Италии был синтезирован нитроглицерин; в 1846 г. Шенбейном был получен пироксилин «порохострельная бумага». А.Нобелем, (Швеция) был изобретен динамит. Так закончился первый период истории ВВ.

Открытие динамита А. Нобелем произошло случайно. В 1861 г. Нобель открыл в Швеции первый завод по производству нитроглицерина. При перевозке «взрычатое масло», как называли нитроглицерин, пролилось в кизельгур (инфузорную землю), который использовали при упаковке. Обнаружив, что кизельгур поглощает нитроглицерина в три раза больше своей массы, Нобель стал поставлять на рынок первый из динамитов, а в последствии заменил кизельгур более активными сорбентами, смесью нитрата натрия с целлюлозой.

В начале второго периода (конец Х1Х – начало ХХ века) за короткое время были созданы или открыты ВВ нового типа. В 1863 г. получен тротил, в 1883 г. – тетрил. В 1897 г. было получено мощное вещество – гексаген, а в 1941 г. – октоген.

D 1867г. шведы И.Ольсен и И. Норбин сенсибилизировали аммиачную селитру различными горючими добавками и приготовили ВВ на основе смесей аммиачной селитры с углем, углеродо- и азотсодержащими органическими веществами. Они заменили нитрат натрия в составе динамита аммиачной селитрой.

Аммиачно-селитренные ВВ находили все большее применение с горючими добавками в динамитах в безнитроглицериновых рецептурах. В 1899 г. был открыт тринитротолуол (ТНТ, тол). Это основное ВВ как в военном деле, так и в горнодобывающей промышленности, не потерявшее значение до настоящего времени.

Тол является необходимой составной частью практически всех современных взрывчатых составов, благодаря его высокой безопасности, наряду с высокими энергетическими показателями и физико-химическими свойствами.

Большой вклад в развитие и производство ВВ внесли наши соотечественники Зинин, Петрушевский, Менделеев. В СССР в 30-е годы наряду с нитроглицериновыми ВВ (динамитом, сольвенитом, гризутинами) появились АСВВ, содержащие в своем составе аммиачную селитру и тротил; эти составу получили название аммониты.

После ВВО начали выпускаться скальные аммониты, содержащие гексоген. Во всем мире производство последних стало увеличиваться. С 60-х г. ассортимент пополнился гранулированными ВВ: игданит, гранулит, зерногранулит. С их появлением стало возможно механизировать и автоматизировать заряжение скважин и интенсифицировать взрывные работы.

В последние годы интенсивно развивается производство ПВВ непосредственно в местах их применения с использованием модульных стационарных и передвижных мини-заводов в сочетании с использованием специализированных смесительно-зарядных машин.

В качестве ПВВ стали применяться взрывчатые элементы, извлеченные из утилизируемых боеприпасов. Это позволяет сократить дефицит водостойких ПВВ, и уменьшить запасы, технически непригодные или запрещенные к боевому применению, а также опасные для хранения и экологически вредных при уничтожении.

Степень вредного воздействия ПВВ и их компонентов на окружающую среду и человека определяется рядом факторов на стадиях производства, хранения и применения: химический состав, способ получения, химическая и физическая стойкость, условия взрывания.

Одной из основных особенностей производства и работы с ВВ является угроза воспламенения или взрыва. Поэтому ТБ уделяется особое внимание.

Нет такой отрасли промышленности, где не применялись бы ВВ – геология, горнодобывающая промышленность, резка металлов, упрочнение металлов, получение искусственных алмазов и т.п.

Поиск по сайту: