Eksplozija
Eksplozivna snov
Eksplozija
je hitra in silovita sprostitev
energije
zaradi hitrega zvi?anja
tlaka
in
temperature
, kar ima za posledico ru?ilno delovanje na okolico. Da pride do eksplozije, morata biti izpolnjena vsaj dva pogoja.
Hlapi vnetljivih teko?in, plin ali gorljiv prah morajo biti pome?ani z zrakom v dolo?enem razmerju (glej tudi
implozija
).
Hitrost
udarnih valov lo?imo na dve vrsti:
- deflagracija
povzro?i udarne valove, ki imajo hitrost ni?jo od hitrosti
zvoka
.
- detonacija
povzro?i udarne valove z
nadzvo?no hitrostjo
.
Pri tem je treba ?e poudarit, da je hitrost zvoka v podro?ju eksplozije mnogo vi?ja in sicer nekaj manj kot 1000 m/s. Zato govorimo o deflagracijah takrat, ko se te ?irijo s hitrostjo pod 1000 m/s in o detonacijah s hitrostjo nad 1500 m/s.
Razpon med spodnjo in zgornjo mejo eksplozivnosti imenujemo eksplozivno obmo?je.
Minimalna
koncentracija
hlapov vnetljivih
teko?in
in prahu v
zraku
, pri kateri pod dolo?enimi pogoji zmes lahko povzro?i eksplozijo, se imenuje
spodnja meja eksplozivnosti
. Kadar pa je koncentracija zmesi ve?ja od dolo?ene koncentracije, zmes ni ve? eksplozivna. Ta meja se imenuje
zgornja meja eksplozivnosti
.
Eksplozija nastane, ?e so hkrati prisotni trije pogoji:
- Vir kisika
: zrak (21 % kisika)
- Vnetljiva snov
: vnetljivi plini,prah,aerosoli
- Viri v?iga
: udar strele, ultrazvok, iskra pri vklopu stikala,
stati?na elektrika
,detonator
Velika eksplozija natrija
Kemi?ne eksplozije nastanejo kot posledica zelo hitrega gorenja neke snovi, kar ima za posledico velik
volumen
plinov z visoko temperaturo. Kemi?na eksplozija je izredno hitro zgorevanje, pri katerem se spro??ajo velike koli?ine toplote in nastane velik pritisk. Eksplozivna zmes je toliko nevarnej?a in prej eksplodira, ?e ima ni?jo spodnjo mejo eksplozivnosti in ?e je njen interval ?ir?i.
Npr: neka vrsta
bencina
ima eksplozivni interval med 1 - 4 %, kar pomeni, da zmes pod 1 % in nad 4 % ne eksplodira, temve? le zagori. Zmes
vodika
in
zraka
pa je eksplozivna v mejah 4,1 % - 74,2 % in je pri 28,6 % vodika najbolj eksplozivna. ?e nekaj drugih eksplozivnih kemi?nih koncentracij:
| Ime
|
Koncentracija
|
| Aceton
|
2,5 - 13 %
|
| Eter
|
1,7 - 36 %
|
| Etilni alkohol
|
3,5 - 15 %
|
| ?veplov ogljik
|
1,0 - 60 %
|
| Bencin
|
2,1 - 4,9 %
|
| Petrolej
|
2,0 - 3 %
|
| Acetilen
|
1,5 - 82 %
|
| Amonijak
|
15 - 28 %
|
| Butan
|
1,5 - 8,5 %
|
| Propan
|
2.1 - 9.5 %
|
| Ogljikov monoksid
|
12,5 - 74 %
|
| Ogljikov monoksid
|
12,5 - 74 %
|
| Vodik
|
4,1 - 74,2 %
|
Najpogostej?e umetne eksplozije so prav kemi?ne eksplozije. Obi?ajno vklju?ujejo hitro in nasilno reakcijo oksidacije, ki proizvaja velike koli?ine vro?ih plinov.
Smodnik
je bil prvi eksploziv, ki so ga odkrili in se je dal prakti?no uporabiti. Drugi pomembni razvoj za kemijsko tehnologijo eksplozivov je bil razvoj
nitroceluloze
leta 1865, ki jo je odkril
Frederick Augustus Abel
in izum
Nobelovega
dinamita
leta 1866.
Fizikalna eksplozija je dogajanje, ki z gorenjem nima nobene zveze. Eksplozija nastane zaradi ?irjenja snovi v zaprti posodi, ki ne vzdr?i pritiska in se zato razleti. Na primer:
- Zaprta posoda, napolnjena z vodo, se lahko ob zamrznitvi razleti.
- Ob delovanju zunanjega vira toplote se razleti posoda, v kateri je spravljen plin.
Glavni ?lanek:
Pra?na eksplozija
.
Pra?na eksplozija je hitra kemijska reakcija (oksidacija oz. zgorevanje)med zelo drobnimi
pra?nimi
delci gorljivih trdnih snovi, pome?ani z zrakom. Ob mirnem
ozra?ju
se prah useda na povr?ine v razli?no debelih plasteh. ?im drobnej?i je prah oziroma ?im la?ji so njegovi posamezni delci, ki se zadr?ujejo na povr?inah ali lebdijo v zraku, tem ve?ja je ob prisotnosti ustreznih koli?in zraka potencialna nevarnost. Najpomembnej?e karakteristi?ne lastnosti za eksplozijo prahu so organska sestava, velikost pra?nih delcev in odstotek
vlage
v ozra?ju in v delcih. Pri navadnem prahu je spodnja meja eksplozivnosti med 20 in 60 g/m
3
, zgornja meja pa je med 2000 do 6000 g/m
3
. Kadar pra?ni oblak zagori, se plamen raz?iri na vse povr?ine v enakem obsegu, tako kot se to dogaja pri plinskih zmeseh. Do pra?ne eksplozije pride najpogosteje pri naslednjih organskih snoveh: pri
moki
,
bomba?nem prahu
,
sladkorju
v prahu,
?krobu
,
lesenem
in
premogovem
prahu idr. Pri anorganskih snoveh pa pri prahu
aluminija
,
cinka
,
?vepla
,
umetnih gnojil
, barvil, idr.
Eksplozija se lahko pojavi tudi v naravi. Ve?ina naravnih eksplozij izhaja iz vulkanskih procesov razli?nih vrst. Eksplozivni vulkanski izbruhi se pojavijo, ko magma v ogromnih podzemeljskih kotlih, polnih plinov, pod velikim pritiskom prebije zemeljsko skorjo. Eksplozije se pogosto pojavljajo med gozdnimi po?ari v evkaliptusovih gozdovih in grmovjih, kjer olje hlapi in se nenadoma v?ge.
Eksplozije se lahko pojavijo tudi zunaj Zemlje v vesolju, kot je eksplozija zvezde ali trk ve?jih meteorjev ob planete.
-
Vulkanska eksplozija
-
Vukanska erupcija
Parna eksplozija nastane, ?e vro?a
kapljevina
pride v stik s hladno
teko?ino
. Pri stiku vro?a kapljevina
fragmentira
in svojo energijo prena?a na hladno teko?ino, ki se hitro uparja. Pri uparjanju pride do naglega pove?anja
volumna
zaradi zmanj?anja tlaka (
ekspandiranje
). Prav parna eksplozija je bila prva v verigi
reakcij
, ki so leta 1986 vodile v katastrofalno
?ernobilsko nesre?o
.
Jedrska eksplozija nastane zaradi nenadzorovane sprostitve
energije
med jedrsko reakcijo v procesih cepitve ali zlitja atomskih jeder -
fisija
in
fuzija
. Ta princip jedrske eksplozije se uporablja za izdelavo
jedrskega oro?ja
. To je sicer oro?je male
kapacitete
, a neprimerno mo?nej?e od najve?jih konvencionalnih
eksplozivov
, ki so na voljo. Z eno
jedrsko bombo
je mogo?e uni?iti celotno mesto (10kt).
Med najve?je znane eksplozije v vesolju, spada
supernova
, ki izhajaja iz eksplozije zvezd in pok gama ?arkov. Solarne eksplozije, so podobne eksploziji na Soncu in verjetno tudi na drugih zvezdah. Vir energije za solarne eksplozije prihaja iz prepredenih linij magnetnega polja, ki izhajajo iz plazme, ki so posledica vrtenja Sonca. Do drugih vrst velikih astronomskih eksplozij pride, ko meteorit ali asteroid pade na povr?ino drugih planetov.
Eksplozija pri notranjem zgorevanju motorja
[
uredi
|
uredi kodo
]
Pri motorju z
notranjim zgorevanjem
se uporablja nadzorovana eksplozija za pogon glavne
motorske gredi
preko sklopke,
menjalnika
in
diferenciala
na pogonska kolesa. Mo? motorja pa uravnavamo s stopalko za plin, to pomeni, da bolj, ko pritisnemo na plin, ve? goriva in zraka pride v zgorevalni prostor, kjer tvorita pri v?igu sve?ke pod visokim pritiskom,
kompresijo
(cca. 9 barov), eksplozijo. Vse skupaj pa uravnava
motorska elektronika
, ki nadzoruje vse parametre in delovanje motorja.
4-taktni avtomobilski bencinski motor
Elektri?no eksplozijo
lahko povzro?ijo napake na
visokonapetostnih
napravah
, tako da tvorijo
elektri?ni oblok
, ki hitro
upari
kovine
in
izolacijske materiale
. Elektri?no eksplozijo si lahko ogledate na videu:
http://www.genspot.com/video-11865/elektricna-eksplozija-med-intervjujem.aspx
Arhivirano
2012-01-09 na
Wayback Machine
.
magnetna eksplozija vidna, z
Mednarodne vesoljske postaje
Magnetno eksplozijo
lahko povzro?i premo?an magnetni
pritisk
v ultramo?nem magnetnem
polju
.
Magnetna eksplozija v
vesolju
je vidna kot
ve?barvni sij
nad
severnim
ali
ju?nim polom
zemlje
. Magnetna eksplozija je povezana s
Son?evim vetrom
, ki ?iri delce nabite z
elektri?nim nabojem
od sonca v
vesolje
. Ko se tak val Son?evega vetra pribli?a Zemlji, ki ima zelo mo?no
magnetno polje
, ki je ?e bolj koncentrirano nad severnim in ju?nem polu, se delci nabiti z
elektri?nim potencialom
uredijo v magnetnem polju, kar povzro?i, da se
magnetna energija
spremeni v
toplotno
in
kineti?no energijo
nabitih delcev
. Ti delci
potujejo
kot Son?ev veter. Tako se delci za?nejo zelo
hitro premikati
skozi zgornje plasti ozra?ja, kar je vidno kot
solarni sij
.
Delitev hitrosti reakcij pri eksplozivih
[
uredi
|
uredi kodo
]
Fragmentacija je kopi?enje in projekcija delcev, ki so posledica visoke
detonacije
eksploziva. Fragmenti so lahko bili del strukture, kot revija. Lahko so del eksplozivnih sredstev, kot telo izstrelka ali telo bombe. Z visoko hitrostjo lahko malo delci potujejo sto ali tiso? metrov z dovolj energije, da po?kodujejo ali ubijejo osebo in po?kodujejo vozila ali strukture.
Eksplozivna sila se sprosti v smeri pravokotno na povr?ino eksploziva. ?e je povr?ina rezana ali oblikovana, se lahko eksplozivne sile osredoto?ijo na proizvodnjo ve?jega lokalnega u?inka.
Ocenjevanje eksplozijske in po?arne nevarnosti
[
uredi
|
uredi kodo
]
Pomembni kriteriji, po katerih ocenjujemo eksplozijske in po?arne nevarnosti vnetljivih teko?in, so:
Plameni??e
,
Temperatura v?iga
,
Koncentracija vnetljive snovi
. Glej tabelo
Wikipedija:WikiProjekt Nevarne snovi/Oblika
.
Protieksplozijska za??ita
[
uredi
|
uredi kodo
]
Nevarnost eksplozije najla?je ocenimo in zmanj?amo z upo?tevanjem
predpisov
,
standardov
in priporo?il o protieksplozijski
za??iti
. Za??itne ukrepe delimo na: Preventivna protieksplozijska za??ita, ki prepre?uje nastanek eksplozije.(izlo?evanje virov v?iga eksplozivne atmosfere, prepre?evenje nastanka ali zmanj?anje koli?ine eksplozivne atmosfere). Konstrukcijska protieksplozijska za??ita, ki prepre?uje nevarne u?inke eksplozije. Ukrepe za protieksplozijsko za??ito mora izvajati oseba, ki je ustrezno usposobljena, ki dobro pozna zahteve zadevnih standardov in razume protieksplozijsko za??ito.
Kemi?ne eksplozije:
Nanaimo eksplozija rudnika 1887
Eksplozija v Halifaxu 1917
Bitka za Messines 1917
Oppau eksplozija, Ludwigshafen, Nem?ija 1921
Eksplozija v pristani??u Bombay 1944
Eksplozija v pristani??u Chicago 1944
Eksplozija skladisca orozja RAF 1944
Eksplozija v Texas Cityu 1947
Nesre?a Nadelin 1960
Eksplozija sovjetske rakete N1 1969
Eskcplozija pri Flixboroughu 1974
PEPCON nesre?a, Henderson, Nevada 1988
Ryongchon nesre?a 2004
Po?ar pri rafineriji Hertfordshire 2005
Eksplozija v Albaniji, Gerdec 2008
Po?ar v rafineriji Catano 2009
Nesre?a v rudniku Uljanovska
Eksplozije jedrskih poskusov:
poskus Trinity
(prva jedrska eksplozija)
Castle Bravo
Carska bomba
Uporaba v vojni:
Atomsko bombardiranje Hiro?ime in Nagasakija (1945)
Eksplozije vulkanov:
Santorini
Krakatoa
Gora Svete Helene
Gora Tambora
Gora Pinatubo
Park Yellowstone Caldera
Vezuv
Gasilski priro?nik -Gasilske zveze Slovenije
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1160495?ck=nck