D. Đo kiểm tại hiện trường:
2. SểNG NỔ XUNG KÍCH THEO QUAN ĐIỂM THỦY KHÍ ĐỘNG HỌC
Nổ là một phản ứng húa học hoặc hạt nhõn cú kết quả trong mọt khoảng thời gian rất ngắn, tạo ra một năng lượng lớn và hỡnh thành một vựng ỏp lực nhiệt độ cao . Trong trường hợp tổng quỏt thỡ sự phõn bố ỏp lực và nhiệt độ trờn mặt giới hạn những thành phẩm nổ và mụi trường bao quanh ở thời điểm ban đầu là hoàn toàn bất kỳ, vỡ đặc điểm của phản ứng nổ khụng phụ thuộc vào cỏc tớnh chất của mụi trường bao quanh. Khi năng lượng nổ truyền ra mụi trường bao quanh sẽ xuất hiện những mặt, trờn những mặt này cú cỏc yếu tố thủy động (ỏp lực, mật độ, vận tốc…) hoặc đạo hàm của chỳng theo thời gian và khụng gian bị giỏn đoạn. Nếu bản thõn cỏc yếu tố này bị giỏn đoạn thỡ ta cú những mặt giỏn đoạn mạnh. Cũn nếu đạo hàm của chỳng giỏn đoạn thỡ ta cú những mặt giỏn đoạn yếu… Nếu ỏp lực và thành phần phỏp tuyến vộctơ vận tốc bị giỏn đoạn thỡ giỏn đoạn mạnh gọi là khụng dừng hay gọi là đầu súng xung kớch. Nếu chỉ cú mật độ và nhiệt độ bị giỏn đoạn thỡ mặt giỏn đoạn này gọi là súng dừng. Nhiệm vụ chủ yếu của lý thuyết nổ là nghiờn cứu chuyển động khụng dừng của chất lỏng (theo nghĩa rộng) ở khoảng giữa hai mặt biờn là mặt đầu súng và mặt giỏn đoạn mạnh. Hỡnh 1.1 trỡnh bày sơ đồ nổ trờn khụng và chuyển động của cỏc mặt giỏn đoạn.
Khu vực bao quanh A và nằm trong mặt α là vựng cỏc thành phẩm nổ (khu vực 1). Trong khu vực 1 này mụi trường thường ở trạng thỏi bị phỏ hủy hoàn toàn, ỏp lực lớn và nhiệt độ cao. Khu vực 2 là vựng mụi trường đó bị kớch động và cỏc hạt đang ở trạng thỏi chuyển động khụng dừng. Khu vực này giới hạn bởi mặt đầu súng xung kớch β. Khu vực 3 là vựng cũn ở trạng thỏi tĩnh, chưa bị kớch động.
Hỡnh 1-1 : Sơ đồ nổ trờn khụng và cỏc mặt giỏn đoạn A- Trung tõm nổ
α- Mặt giỏn đoạn mạnh
β- Đầu súng (giỏn đoạn mạnh khụng dừng) Khu vực 1 - Vựng cỏc thành phẩm nổ Khu vực 2 - Vựng mụi trường bị kớch động Khu vực 3 - Vựng mụi trường chưa bị kớch động ΔPds – ỏp lực thặng dư tại đầu súng
Đối với cỏc cụng trỡnh xõy dựng ở gần khu vực nổ mỡn ,súng xung kớch do nổ mỡn gõy ra cú tỏc dụng rất quan trọng. Trong mụi trường cú súng xung kớch bao giờ cũng hỡnh thành một vựng chịu nộn với ỏp lực rất lớn, chuyển động trong khụng gian với tốc độ siờu õm và khụng phụ thuộc vào cỏc loại mụi trường và loai thuốc nổ.
Khi súng xung kớch qua một điểm nào đú trong khụng gian thỡ ỏp lực, mật độ và cỏc yếu tố thủy động khỏc tăng lờn đột ngột. Những đại lượng này sau đú sẽ thay đổi dần dần, và sau một khoảng thời gian nhất định thỡ ỏp lực và mật độ tại điểm núi trờn trở nờn nhỏ hơn cỏc trị số tương ứng tại vựng chưa bị kớch động.
Tớnh chất định tớnh của sự thay đổi ỏp lực tại súng xung kớch cú thể biểu diễn như hỡnh 1-2
Hỡnh 1-2. Sự thay đổi của ỏp lực phớa sau đầu súng xung kớch ΔP- ỏp lực thặng dư; t-Thời gian tỏc dụng của sp lực thặng dư; S- Sung lượng toàn phần của ỏp lực tại điểm đang xột;
λ- Chiều dài của vựng nộn (bước súng xung kớch)
Biểu đồ của súng xung kớch gồm cỏc vựng ỏp lực thặng dư dương (vựng nộn) và õm (vựng nở). Chiều dài vựng nộn rất bộ so với chiều dài vựng nở. Chiều dài vựng nộn thường được gọi là bước súng xung kớch λ. Thời gian tỏc dụng của ỏp lực thặng dư gọi là chu kỡ của súng, được ký hiệu là t.
Trong cỏc vụ nổ với khối lượng chất nổ lớn thỡ ỏp lực của súng nổ sẽ càng nhiều chu kỳ tắt nhanh với những đợt nộn, nở nối tiếp nhau (Hỡnh 1-3). Trong tớnh toỏn người ta thường chỉ chỳ ý đến 2 đợt nộn nở đàu vỡ biờn độ ỏp lực ở vựng này lớn hớn cỏc vựng sau rấ nhiều.
Hỡnh 1-3 : ỏp lực của súng nổ theo thời gian
ΔP : ỏp lực thặng dư đầu súng; t : Thời gian tỏc dụng của ỏp lực thặng dư; t : Thời gian tỏc dụng vựng nộn ; t : Thời gian tỏc dụng của vựng nở
Tuy thời gian tỏc dụng của vựng nở dài hơn nhiều so với thời gian tỏc dụng của vựng nộn (t >>t ) nhưng vỡ ỏp lực lớn hơn rất nhiều so với vựng nở (Δp>>p). Cho nờn núi chung ỏp lực nộn gõy tỏc hại nhiều hơn cả.
Càng xa trung tõm nổ thỡ ỏp lực tại đầu súng càng giảm. Tại cỏc vựng rất xa thỡ súng xung kớch chuyển thành súng truyền õm [6].