Дефляция

Дефляция (lat: de + flagrare , «сгореть»)-это дозвуковое сгорание , при котором предварительно смешанное пламя распространяется через взрывное или смесь топлива и окисления. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Дефляции в смесях высокого и низкого взрывчатого вещества или смесей топлива -окислятеля могут переходить к детонации в зависимости от ограничения и других факторов. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Большинство пожаров, встречающихся в повседневной жизни, являются диффузионным пламенем . Дефляции со скоростями пламени в диапазоне 1 м/с отличаются от детонаций , которые пропагандируют сверхмощные в скорости детонации диапазоне км/с. ^{[ 5 ]}

Приложения

Дефляции часто используются в инженерных приложениях, когда сила расширяющегося газа используется для перемещения объекта, такого как снаряда вниз по стволу , или поршень в двигателе внутреннего сгорания . Системы и продукты дефляции также могут использоваться при добыче, сносе и каменном карьерах с помощью взрыва давления газа в качестве полезной альтернативы высоким взрывчатым веществам.

Терминология взрывной безопасности

При изучении или обсуждении взрывной безопасности или безопасности систем, содержащих взрывчатые вещества, термины дефлаграции, детонации и перехода дефграции к детонации (обычно называемые DDT) должны быть поняты и используются надлежащим образом для передачи соответствующей информации. Как объяснено выше, дефляция является дозвуковой реакцией, тогда как детонация является сверхзвуковой (больше скорости звука материала ). Различие между дефляцией или детонацией может быть трудно невозможным для случайного наблюдателя. Скорее, уверенно дифференцирование между ними требует инструментов и диагностики для определения скорости реакции в пораженном материале. Следовательно, когда возникает неожиданное событие или несчастный случай с взрывным материалом или системой взрывчатого вещества, обычно невозможно узнать, могут ли взрывчатые дефляпии или детонированные, так как оба могут показаться очень жестокими, энергетическими реакциями. Следовательно, сообщество энергетических материалов придумало термин «высокая взрывчатая насильственная реакция» или «HEVR», чтобы описать насильственную реакцию, которая, поскольку ему не хватало диагностики для измерения скорости звука, могла быть либо дефляцией, либо детонацией. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

Физика пламени

Основная физика пламени можно понять с помощью идеализированной модели, состоящей из равномерной одномерной трубки несгораемого и сгоревшего газообразного топлива, разделенной тонкой переходной областью ширины $\delta \;$ в котором происходит сжигание. Область сжигания обычно называют фронтом пламени или пламени . В равновесии тепловая диффузия через фронт пламени сбалансирована нагреванием, поставляемого сжиганием. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}

Два характерных временных масштаба здесь важны. Первый - это тепловая диффузия временная шкала $\tau _{d}\;$ , что приблизительно равно

$\tau _{d}\simeq \delta ^{2}/\kappa ,$

где $\kappa \;$ тепловая диффузии . Второе - сжигание времен $\tau _{b}$ это сильно снижается с температурой, как правило, как

$\tau _{b}\propto \exp[\Delta U/(k_{B}T_{f})],$

где $\Delta U\;$ является барьером активации для реакции сжигания и $T_{f}\;$ температура развита в результате сжигания; Значение этой так называемой «температуры пламени» может быть определена из законов термодинамики.

Для стационарного движущегося фронта дефлаграции эти два временных масштаба должны быть равны: тепло, генерируемое сжиганием, равна теплу, унесенному теплообменом . Это позволяет рассчитать характерную ширину $\delta \;$ фронта пламени:

$\tau _{b}=\tau _{d}\;,$

таким образом

$\delta \simeq {\sqrt {\kappa \tau _{b}}}.$

Теперь фронт теплового пламени распространяется на характерной скорости $S_{l}\;$ , что просто равно ширине пламени, деленной на время ожога:

$S_{l}\simeq \delta /\tau _{b}\simeq {\sqrt {\kappa /\tau _{b}}}.$

Эта упрощенная модель пренебрегает изменением температуры и, следовательно, скоростью сжигания на фронте дефляции. Эта модель также пренебрегает возможным влиянием турбулентности . В результате этот вывод дает только скорость ламинарного пламени - отсюда и обозначение $S_{l}\;$ .

Разрушительные события

Ущерб зданиям, оборудованию и людям может возникнуть в результате крупномасштабной, краткосрочной дефляции. Потенциальное повреждение в первую очередь является функцией общего количества топлива, сжигаемого в случае (общая доступная энергия), максимальная скорость реакции, которая достигается, и то, как содержится расширение газов сгорания. Вентилируемые дефлаграции, как правило, менее насильственны или разрушают, чем содержат дефляции. ^{[ 12 ]}

В дефляциях свободного воздуха существует непрерывное изменение эффектов дефграции относительно максимальной скорости пламени. Когда скорости пламени низкие, эффект дефляции состоит в том, чтобы выпустить тепло, например, в флеш -огне . При скорости пламени вблизи скорости звука выпущенная энергия находится в виде давления, а результирующее высокое давление может повредить оборудование и здания. ^{[ 13 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ О'Коннер, Брайан (27 марта 2023 г.). «Взрывы, дефляции и детонации» . Национальная ассоциация пожарной защиты . Архивировано из оригинала 28 марта 2023 года . Получено 31 мая 2023 года .
^ Справочник по огневой защите (5 изд.). Общество инженеров пожарной защиты. 2016. С. 373.
^ Макдоно, Гордон (1 апреля 2017 г.). «Что такое высокий взрывной» . Музей науки Брэдбери, Лос -Аламос Национальная лаборатория . Архивировано с оригинала 2017-05-02 . Получено 31 мая 2023 года .
^ Розас, Камило; Дэвис, Скотт; Энгель, Дерек; Мидда, Пранкул; Ван Вингерден, Кис; Маннан, MS (июль 2014 г.). «Дефляграция в детонационные переходы (ДДТ): прогнозирование ДДТ при взрывах углеводородов» . Журнал профилактики потерь в промышленности процессов . 30 : 263–274. doi : 10.1016/j.jlp.2014.03.003 . Получено 31 мая 2023 года .
^ Справочник по огневой защите (5 изд.). Общество инженеров пожарной защиты. 2016. С. 390.
^ Сквайры, Джесс (2023-01-22). «Высокая взрывная насильственная реакция (HEVR) - директивы DOE, руководство и делегации» . www.directives.doe.gov . Архивировано из оригинала 2022-09-29 . Получено 2023-06-08 .
^ "В чем разница между взрывом и детонацией?" Полем www.lanl.gov . Получено 2023-06-08 .
^ Уильямс, FA (2018). Теория сгорания . CRC Press.
^ Landau, Ld, & Lifshitz, Em (1959). Жидкая механика . Курс теоретической физики, 6.
^ Linan, A. & Williams, FA (1993). Фундаментальные аспекты сжигания .
^ Zeldovich, IA, Barenblatt, GI, Librovich, VB, & Makhviladze, GM (1985). Математическая теория сгорания и взрывов .
^ Тарвер, CM; Chidester, SK (2004-02-09). «О насилии высоких взрывных реакций» . Журнал технологии сосудов под давлением . 127 : 39–48. doi : 10.1115/1.1845474 . Ости 15013892 .
^ NFPA 68 Стандарт на защиту взрыва путем вентиляции дефлаграции . Национальная ассоциация пожарной защиты. 2018. с. 5

[1] О'Коннер, Брайан (27 марта 2023 г.). «Взрывы, дефляции и детонации» . Национальная ассоциация пожарной защиты . Архивировано из оригинала 28 марта 2023 года . Получено 31 мая 2023 года .

[2] Справочник по огневой защите (5 изд.). Общество инженеров пожарной защиты. 2016. С. 373.

[3] Макдоно, Гордон (1 апреля 2017 г.). «Что такое высокий взрывной» . Музей науки Брэдбери, Лос -Аламос Национальная лаборатория . Архивировано с оригинала 2017-05-02 . Получено 31 мая 2023 года .

[4] Розас, Камило; Дэвис, Скотт; Энгель, Дерек; Мидда, Пранкул; Ван Вингерден, Кис; Маннан, MS (июль 2014 г.). «Дефляграция в детонационные переходы (ДДТ): прогнозирование ДДТ при взрывах углеводородов» . Журнал профилактики потерь в промышленности процессов . 30 : 263–274. doi : 10.1016/j.jlp.2014.03.003 . Получено 31 мая 2023 года .

[5] Справочник по огневой защите (5 изд.). Общество инженеров пожарной защиты. 2016. С. 390.

[6] Сквайры, Джесс (2023-01-22). «Высокая взрывная насильственная реакция (HEVR) - директивы DOE, руководство и делегации» . www.directives.doe.gov . Архивировано из оригинала 2022-09-29 . Получено 2023-06-08 .

[7] "В чем разница между взрывом и детонацией?" Полем www.lanl.gov . Получено 2023-06-08 .

[8] Уильямс, FA (2018). Теория сгорания . CRC Press.

[9] Landau, Ld, & Lifshitz, Em (1959). Жидкая механика . Курс теоретической физики, 6.

[10] Linan, A. & Williams, FA (1993). Фундаментальные аспекты сжигания .

[11] Zeldovich, IA, Barenblatt, GI, Librovich, VB, & Makhviladze, GM (1985). Математическая теория сгорания и взрывов .

[12] Тарвер, CM; Chidester, SK (2004-02-09). «О насилии высоких взрывных реакций» . Журнал технологии сосудов под давлением . 127 : 39–48. doi : 10.1115/1.1845474 . Ости 15013892 .

[13] NFPA 68 Стандарт на защиту взрыва путем вентиляции дефлаграции . Национальная ассоциация пожарной защиты. 2018. с. 5

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

v Т и Пожарная защита
Fundamental concepts	Backdraft Boiling liquid expanding vapor explosion (BLEVE) Boilover Combustibility and flammability Conflagration Dangerous goods (HAZMAT) Deflagration Detonation Dust explosion Enthalpy of vaporization Explosive Fire class Fire control Fire loading Fire point Fire triangle Flammability diagram Flammability limit Flammable liquid Flashover Flash point Friction loss Gas leak Heat transfer Jet fire K-factor (fire protection) Pool fire Pyrolysis Spontaneous combustion Structure fire Thermal radiation Water pressure
Technology	Active fire protection Automatic fire suppression Condensed aerosol fire suppression Detonation flame arrester External water spray system Fire bucket Fire prevention Fire protection Fire retardant Fire-retardant fabric Fire retardant gel Fire-safe polymers Fire safety Fire sprinkler system Fire suppression system Firefighting foam Flame arrester Flame retardant Flashback arrestor Fusible link Gaseous fire suppression Hypoxic air technology for fire prevention Inerting system Intumescent Passive fire protection Personal protective equipment (PPE) Relief valve Spark arrestor Tank blanketing Vehicle fire suppression system
Building design	Annulus (firestop) Area of refuge Booster pump Compartmentation Crash bar Electromagnetic door holder Electromagnetic lock Emergency exit Emergency light Exit sign Fire curtain Fire cut Fire damper Fire door Fire escape Fire extinguisher Fire hose Fire hydrant Fire pump Fire sprinkler Firestop Firestop pillow Firewall (construction) Grease duct Heat and smoke vent Occupancy Packing (firestopping) Penetrant (mechanical, electrical, or structural) Penetration (firestop) Pressurisation ductwork Safety glass Smoke control Smoke damper Smoke exhaust ductwork Smokeproof enclosure Standpipe (firefighting)
Fire alarm systems	Aspirating smoke detector Carbon monoxide detector Circuit integrity Explosive gas leak detector Fire alarm call box Fire alarm control panel Fire alarm notification appliance Fire drill Flame detector Heat detector Manual fire alarm activation Smoke detector
Professions, trades, and services	Duct cleaning Fire insurance Fire protection engineering Fireproofing Fire-resistance rating Fire Safety Evaluation System (FSES) Fire test Kitchen exhaust cleaning Listing and approval use and compliance Sprinkler fitting
Industry organizations	Fire Equipment Manufacturers' Association (FEMA) Institution of Fire Engineers (IFE) National Council of Examiners for Engineering and Surveying (NCEES) National Fire Protection Association (NFPA) Society of Fire Protection Engineers (SFPE) Underwriters Laboratories (UL)
Standards	CE marking EN 3 EN 54 EN 16034 Flame spread GHS hazard statements GHS precautionary statements Life Safety Code (NFPA 101) List of R-phrases List of S-phrases Safety data sheet UL 94
Awards	Arthur B. Guise Medal Harry C. Bigglestone Award
See also	Template:Fire Template:Firefighting Template:HVAC
Category Commons