Дано:
Масса метана = 1000 кг
Найти:
1. Тротиловый эквивалент взрыва паровоздушного облака метана.
2. Оценить безопасное расстояние по действию ударной воздушной волны.
Решение:
Тротиловый эквивалент (TNTe) для метана можно определить с помощью химического состава и теплоты сгорания.
Уравнение реакции горения метана (CH4):
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
Молярная масса метана CH4 = 16.04 г/моль
Теплота сгорания метана Q = 890 кДж/моль
1. Найдем количество молей метана:
n_CH4 = m / M ≈ 1000000 / 16.04 ≈ 62360 моль
2. Рассчитаем теплоту, выделяемую при сгорании данного количества метана:
Q_total = n * Q ≈ 62360 * 890 ≈ 55514000 кДж
3. Тротиловый эквивалент можно определить, зная что TNTe = Q_total / QTNT, где QTNT - теплота сгорания тротила (4520 кДж/кг):
TNTe = Q_total / QTNT ≈ 55514000 / 4520 ≈ 12278 кг
4. Для оценки безопасного расстояния по действию ударной воздушной волны используется эмпирическая формула:
R = k * (W)^(1/3), где k - коэффициент, зависящий от условий среды (обычно в пределах от 3 до 10), W - эквивалентный вес взрывчатого вещества в кг.
Примем k = 5 для оценки.
R = 5 * (12278)^(1/3) ≈ 5 * 23 ≈ 115 м
Ответ:
1. Тротиловый эквивалент взрыва паровоздушного облака метана составляет около 12278 кг.
2. Оценочное безопасное расстояние по действию ударной воздушной волны при таком взрыве составляет примерно 115 метров.