Влияние заглубления легкосбрасываемых конструкций на формирование взрывной нагрузки

Введение. Применение легкосбрасываемых конструкций (ЛСК) для уменьшения давления при внутреннем взрыве в помещении широко распространено. Кроме того, это мероприятие узаконено нормативно. Однако нормативные документы игнорируют тот распространенный факт, что ЛСК заглублены в проеме как минимум на свою толщину. С момента начала движения ЛСК после разрушения ее крепления к корпусу до момента выхода ЛСК из проема давление взрыва может возрасти кратно.

Цель. Определить влияние заглубления ЛСК в проеме на рост давления при внутреннем взрыве на начальной стадии развития взрыва при движении ЛСК внутри проема.

Методы исследования. Экспериментальное исследование проводилось во «взрывной» камере с открыва­ющимся проемом, в котором была установлена модель ЛСК.

Результаты и их обсуждение. Выявлено, что при соблюдении герметичности объема давление взрыва растет пропорционально t3, по крайней мере до ΔP < 10 кПа. В случае свободного движения ЛСК внутри проема герме­тичность системы нарушается по мере развития взрыва. В результате происходит уменьшение давления, при котором ЛСК выходит из проема, по сравнению с расчетным, в условиях герметичности. Тем не менее рост давления даже в условиях негерметичности следует изменению безразмерного параметра В, определяющего процесс на этой стадии взрыва.

Выводы. Процесс контролируется безразмерным параметром В. Количественное отличие обуславливается потерей герметичности системы при росте давления и возникновении силы трения при попытке уплотнить систему. Эти оба обстоятельства уменьшают относительный рост давления взрыва за время движения ЛСК в проеме, если силу трения включать в определение давления, при котором происходит разрушение связей ЛСК с конструкцией.

1. Пилюгин Л.П. Обеспечение взрывоустойчивости зданий с помощью предохранительных конструкций // Ассоциация «Пожарная безопасность и наука». М. : Пожарная безопасность и наука, 2000. 224 с.

2. Горев В.А., Салымова Е.Ю. Использование сэндвич-панелей в качестве эффективных легкосбрасываемых конструкций при внутренних взрывах в промышленных зданиях // Пожаровзрывобезопасность/Fire and explosion safety. 2010. Т. 19. № 2. С. 41–44.

3. Molkov V.V., Eber R.M., Grigorash A.V., Tamanini F., Dobashi R. Vented gaseous deflagrations: modelling of translating inertial vent covers // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2003. Vol. 16. Issue 5. Pp. 395–402. DOI: 10.1016s0950-4230(03)00066-4

4. Molkov V., Grigorash A., Eber R., Tamanini F., Dobashi R. Vented gaseous deflagrations with inertial vent covers: Stateof-the-art and progress // Process Safety Progress. 2004. Vol. 23. Issue 1. Pp. 29–36. DOI: 10.1002/prs.10002

5. Расторгуев Б.С., Плотников А.И., Хуснутдинов Д.З. Проектирование зданий и сооружений при аварийных взрывных воздействиях : учеб. пособие. М. : Изд-во АСВ, 2007. 152 с.

6. Bradly D. Evolution of flame propagation in large diameter explosions // Molkov V.V. (ed.). Proceedings of 2nd International Seminar on Fire-and-Explosion Hazard of Substances and Venting Deflagrations. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection, 1997. Pp. 51–59.

7. Solberg D.M. Observations of flame instabilities in large scale vented gas explosions // 18th Symposium (International) the combustion institute. 1980. Pp. 1607–1614.

8. Томин С.В. Взрыв теперь можно посчитать! // Ройтмановские чтения : сб. мат. XI науч.-практ. конф. г. Москва, 21 марта 2023 г. / под ред. Д.А. Самошина. М., 2023. С. 91–94.

9. Волчецкая Е.А., Дунаев А.А., Жамойдик С.М., Зинкевич Г.Н., Иваницкий А.Г. Экспериментальные исследования по определению давления вскрытия и изменения угла поворота вращаемых легкосбрасываемых конструкций при дефлаграционном взрыве топливовоздушной смеси // Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. 2023. Т. 7. № 1. С. 43–53. DOI: 10.33408/2519-237X.2023.7-1.43

10. Бунто О.В., Жамойдик С.М. Экспериментальные исследования прочностных и деформационных свойств полимерных материалов, рассматриваемых в качестве светопрозрачного заполнения легкосбрасываемых конструкций // Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. 2023. Т. 7. № 1. С. 32–42. DOI: 10.33408/2519-237X.2023.7-1.32

11. Кирина А.С. Легкосбрасываемые конструкции // Тенденции развития современной науки : сб. тр. науч.-­практ. конф. студентов и аспирантов Липецкого государственного технического университета. Липецк, 2023. С. 457–461.

12. Поташев Д.А. Об опасности взрывов газа в замкнутых строительных объемах // Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России. 2023. № 2. С. 213–218.

13. Максакова А.В. Исследование нормативной документации на тему легкосбрасываемой конструкции и предложение по его изменению // Молодежные инновации : сб. мат. семинара молодых ученых в рамках XXIII Междунар. науч. конф. М., 2020. С. 144–147.

14. Gorev V. Ensuring explosion safety of residential buildings // International Scientific Conference Environmental Science for Construction Industry – ESCI 2018. 2018. Vol. 193. Р. 03046. DOI: 10.1051/matecconf/201819303046

15. Горев В.А., Мольков В.В. О зависимости параметров внутреннего взрыва от устройства предохранительных конструкции в проемах ограждающих стен промышленных и жилых здании // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2018. Т. 27. № 10. С. 6–25. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.10.6-25

16. Горев В.А., Корольченко А.Д. Влияние легкосбрасываемых конструкций на избыточное давление при взрыве в помещении // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2022. Т. 31. № 3. С. 12–23. DOI: 10.22227/0869-7493.2022.31.03.12-23

17. Chen D., Wu C., Li J., Liao K. A numerical study of gas explosion with progressive venting in a utility tunnel // Process Safety and Environmental Protection. 2022. No. 162. Рр. 1124–1138. DOI: 10.1016/j.psep.2022.05.009

18. Chmielewski R., Bąk А. Analysis of the safety of residential buildings under gas explosion loads // Journal of Building Engineering. 2021. Vol. 43. Р. 102815. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.102815

19. Горев В.А., Челекова Е.Ю., Лещев Н.В. Об эффективности легкосбрасываемых конструкций, расположенных в покрытии // Безопасность труда в промышленности. 2023. № 5. С. 7–14. DOI: 10.24000/0409-2961-­2023-5-7-14

20. Поландов Ю.Х., Корольченко Д.А., Евич А.А. Условия возникновения пожара в помещении при газовом взрыве. Экспериментальные данные // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020. Т. 29. № 1. С. 9–21. DOI: 10.18322/PVB.2020.29.01.9-21

21. Стрельчук Н.А., Орлов Г.Г. Определение площади вышибных конструкций в зданиях взрывоопасных производств // Промышленное строительство. 1969. № 6. С. 19–22.

22. Комаров А.А. Прогнозирование нагрузок от аварийных дефлаграционных взрывов и оценка последствий их воздействия на здания и сооружения : дис. … д-ра техн. наук. М. : МГСУ, 2001. 460 с.

23. Громов Н.В. Совершенствование технической системы обеспечения взрывоустойчивости зданий при взрывах газо-паровоздушных смесей : дис. … канд. техн. наук. М. : МГСУ, 2007. 134 с.