Модель взрыва смеси газов

 

В соответствии с предложенной моделью взрыва [7] предполагается, что взрыв происходит мгновенно, горение происходит в постоянном объеме, занимаемом взрывоопасной смесью с концентрацией горючего в пределах воспламеняемости. После взрыва в локализованном объеме газодинамические параметры двухкомпонентной смеси (воздух и горючее) изменялись на газодинамические параметры трехкомпонентной смеси (воздух, продукты сгорания и остаток горючего).

Общая масса горючей смеси включает массы окислителя , горючего, участвующего и не участвующего в горении. Отсюда масса окислителя в смеси равна:

. (1)

Массовые концентрации соответствующих компонент смеси, осредненные по объему расчетной области, позволяют определить коэффициент избытка воздуха в смеси:

, (2)

где - стехиометрическое число, - масса воздуха, теоретически необходимая для полного сгорания 1 кг топлива.

Задаем нижнюю теплоту сгорания горючей примеси из таблиц теплофизических свойств веществ. Молярная масса и коэффициент адиабаты продуктов сгорания определяются на основе гипотезы обратимости реализующихся химических реакций.

В случае, когда , теплофизические свойства газовой смеси после взрыва определяются по формулам:

, (3)

, (4)

, (5)

. (6)

В случае, когда , теплофизические свойства газовой смеси после взрыва определяются по формулам:

, (7)

, (8)

, (9)

. (10)

В обоих случаях газодинамические параметры смеси (давление, температура, плотность) равны:

, (11)

 

; (12)

. (13)

В момент взрыва в объеме, занимаемом взрывоопасной смесью, газодинамические параметры смеси воздуха и горючего мгновенно изменялись на газодинамические параметры смеси воздуха, продуктов сгорания и остатков горючего. В дальнейшем эта трехкомпонентная смесь продолжает движение в расчетной области. В результате ударная волна распространяется от эпицентра взрыва, воздействуя на конструкции окружающей застройки. Если максимальная амплитуда возникающего перепада давления превышает предельно допустимые нормы, то можно сделать вывод о возможных разрушениях.