м спектром моделей. Облік газодинамічних процесів у всій їх складності і наявності перешкод на шляху распространяющего токсикант потоку, як показав аналіз, доцільно забезпечити, застосувавши для моделювання програмний комплекс PHOENICS.
Окремо слід розглянути питання про вивчення поширення токсиканта під впливом руху ударної хвилі. На жаль, практично відсутні літературні дані, присвячені теоретичному розгляду цього питання у всій його повноті. Не проводилися експерименти (або недоступні дані по ним), які давали б цінну інформацію по темі даної роботи. З очевидних причин, в ході реальних аварійних ситуацій заміри концентрацій токсичної речовини безпосередньо після закінчення дії ударної хвилі проводитися не могли.
Таким чином, виникає необхідність творчого використання наявних літературних даних для вивчення розглянутої проблеми.
Значна частина наведеної вище інформації може бути застосовна для розрахунку розсіювання не тільки важких, але й інших газів. При цьому суть процесів істотно не змінюється і розроблені для важких газів моделі можуть бути після відповідного доопрацювання використані і для хімічних речовин, що володіють іншими властивостями. При цьому необхідний облік відповідної зміни ролі гравітаційних сил і зростання впливу різних атмосферних процесів на поширення токсиканта.
1.4 Постановка завдання дослідження
Після вивчення літературних даних з питань, що мають відношення до даної проблеми, було з'ясовано, що наявна інформація зачіпає лише частини проблеми, яку належить вирішити.
Завданням даного дослідження є виявлення ступеня впливу ударної хвилі на концентраційні поля токсичної речовини при вибуху наповненого їм посудини у вільному і обмеженому просторі.
До конкретних завдань даної роботи відносяться:
вивчення процесів у вибуховій хвилі, що виникає при руйнуванні посудини під тиском, і знаходження її параметрів
вивчення явища нормального відображення і знаходження характеристик відбитої хвилі через характеристики прямий
побудова полів швидкостей в зоні, прилеглій до місця аварії, з урахуванням обмеженості простору
побудова концентраційних полів, формованих прямий і відбитою хвилею
отримання висновків про ступінь впливу ударної хвилі і обмеженості простору її поширення на формування концентраційних полів.
Так як експериментальне дослідження вибухів судин з токсичною речовиною практично нездійсненно, то для вирішення даного завдання в роботі були застосовані методи математичного моделювання. Модель повинна адекватно відображати реально відбуваються процеси поширення токсиканта, а її результати - дозволяти робити необхідні висновки із зазначених вище питань.
2. ДОСЛІДЖЕННЯ ПОШИРЕННЯ токсикантів при вибухах посудин під тиском
Для вирішення завдання поширення токсиканта при вибуху посудини з токсичною речовиною необхідні побудова полів швидкостей у вибуховій хвилі і розрахунок концентрацій, що виникли в результаті її впливу на навколишнє посудину середу.
Після отримання концентраційних полів токсиканта, створених ударною хвилею, вони можуть бути використані як вихідні дані для вивчення впливу на процеси масопереносу атмосферних умов і, таким чином, враховувати весь спектр умов, супроводжуючих розглянуту аварію.
. 1 Побудова полів швидкостей в прямій хвилі
Поля швидкостей, що грають ключову роль для вивчення процесів перенесення токсиканта в зоні дії ударної хвилі, можуть бути побудовані після знаходження всіх основних параметрів середовища, яка бере участь у вибухових процесах.
Основною характеристикою, що характеризує енергію вибуху, є його тротиловий еквівалент/40 /.
Загальна енергія вибуху посудини під тиском, Дж:
E=[(P1-P0)/(k - 1)]? V, (16)
де Р1-початковий тиск газу в посудині, Па;
P0-атмосферний тиск, Па;
V -Обсяг посудини, м3.
Тротиловий еквівалент вибуху посудини під тиском, кг:
Стнт=0.5? Е/Q, (17)
де Q=4520000 - енергія вибуху тротилу, Дж/кг.
Розрахунок надлишкового тиску у фронті ударної хвилі здійснюється за формулою (4).
Побудова полів тисків у фронті ударної хвилі необхідно для визначення комбінованого впливу на людину таких вражаючих факторів, як баричне і токсичний вплив. При подальших розрахунках враховується наявність як надлишкового, так і атмосферного тиску.
Величина швидкісного напору визначається за виразом (6).
Величина швидкості повітря знаходиться з виразу (5) через в...
