Mi is az a robbanás?

A robbanásnak több típusa létezik, az egyik eset amikor valamilyen hirtelen hőhatástól a gáz vagy gőzközeg hirtelen felfórosodik és ez miatt kitágul. A tágulás miatt a gáz helyet szorít ki magának a környező közegből, ami pl.: legyen levegő.

Ekkor az eredeti közeg kénytelen arrébb mozdulni, és ez egy hullámot indít el ami a környező közegben terjed. Terjedhet levegőben, vízben de szilárd testekben is.

Minél nagyobb a közeg sűrűsége, annál nagyobb a benne terjedő hanghullám terjedési sebessége!

Ha a gáz tágulása nagy sebességgel történik, akkor a környező közeg a tehetetlenség miatt összenyomódik. Ettől nő a sűrűsége és a benne terjedő hullámok gyorsabban terjednek mint a környerő közegben a hang. Ez egy érdekes jelenséget eredményez. Az első hullám maga mögött összepréseli a levegőt és ez miatt a mögötte haladó hullám utoléri az elsőt. Ekkor az történik, hogy egymásba "olvadnak" felerősítik egymást és kialakul a lökéshullám, aminek energiája a környező közeg komprimálásában tárolódik.

A lökéshullám képes ezt az energiát átadni minden a terjedési közegével kapcsolatban álló tárgynak. Méghozzá nyomás formájában. A lökéshullám magasabb nyomású mint a környező közeg ezért ha egy tárgyal találkozik, az vele együtt a kisebb nyomású közeg felé igyekszik. Minél nagyobb az a felület ahol a lökéshullám érintkezik a tárgyal, annál nagyobb erőt fejt ki rá.

Mértékegysége kg/cm2

Ha a robbanás folyadékban alakul ki, akkor a következő dolog történik: Felrobban a robbanóanyag, vagy elektromos kisülés keletkezik a vízben ami gőzzé alakítja azt. A keletkezett gázok vagy gőzök helyet szorítanak maguknak a vízben, a folyadékok gyakorlatilag összenyomhatatlanok, a robbanás nem sűríti össze azokat.

A keletkezett hang gyorsan mozog a sűrű folyadékokban, gyorsabban mint a levegőben, ám nem alakul ki hosszan tartó lökéshullám, és az sem a folyadékban! A lökéshullám aminek terjedése gyakorlatilag arra a gázbuborékra korlátozódik amit a robbanóanyag vagy a robbanást kiváltó jelenség létrehozott. Ebben a gázbuborékban a lökéshullám találkozik az összenyomhatatlan közeg felszínével, onnan visszaverődik, majd elindul a robbanás irányába. Addig halad míg újból akadályba ütközik és újból visszaverődik. Ez a folyamat persze addig ismétlődik míg végül hanghullámokká csillapodik amit a környező folyadék vezet el.

A folyadékban a robbanás sokkal koncentráltabb erőt ad le a közvetlen környezetnek, a közeli dolgokra sokkal pusztítóbban hat mint levegőben. Szilárd testekben annyi a különbség, hogy ott a folyadékokkal ellentétben a kezdeti térfogat kiszorítás maradandó károsodást eredményez a közegben. A nagy sűrűség miatt bennük terjednek a leggyorsabban a hangjullámok.

A vízi élőlények súlyos veszélyben vannak, a nagy nyomású gyorsan mozgó víz összepréseli a bennük lévő gázokat, majd mikor a nyomás csökken a gázok ismét kitágulnak és közben szétfeszítik az élő szöveteket.Ha kellően messze vannak akkor az erős hanghullámok a csontjaikról és más sűrűségű testrészeikről, belsőszerveikről visszaverődnek, eltérülnek és ahol a hullámok interferenciát okoznak, ott a szövetek súlyosan károsodhatnak, főleg a tüdő és a léghólyag.

Klikk a képre a videóért!

Létezik másik típusú robbanás aminek gyakorlatilag hatásai megegyeznek az előbb leírtakkal, csak negatív előjelűek. Vagyis nem a keletkezést kiváltó folyamattól szétszéledő irányba fejti ki hatását, hanem visszafelé. Ilyen negatív irányú robbanások nagyrészt együtt járnak a "normál" robbanásokkal, hatásuk közvetlen utána jelentkezik ahogy a + előjelű lökéshullám elhalad. Ennek az az oka hogy a robbanást kiváltó térfogat növekedés legtöbb esetben a gázok felmelegedése miatt következik be, ha ez a közeg visszahűl, akkor ismét összehúzódik, ezzel lecsökkentve a környezet nyomását. Ilyenkor a lecsökkenő nyomás ugyanazzal a hatásokkal jár mint az emelkedő nyomás csak visszafelé.

Persze ez így nem teljesen igaz, mert ez a visszahűlési folyamat jóval lassúbb ezért a következményei is jóval kisebb mértékűek, elnyújtottabbak mint a tágulás volt. A tágulás esetében viszont kialakulhat az egymást felerősítő hullámokból a lökéshullám, de a negatív robbanások esetében ez nem valósulhat meg!

Azt már tudjuk hogy terjed a lökéshullám, hogy alakul ki, most ismerjük meg hogy mi okozhatja. Az első esetben egy egyszerű példát kerestem a robbanás megértéséhez, a gázok hirtelen felmelegedését, amit okozhat elektromos ív, villám, vagy pl nukleáris energiából származó hő (atombomba)Ezek az úgynevezett fizikai hatások által okozott robbanásokat képviselik.

Gázok tágulása

Ami számomra érdekes az a kémiai átalakulás által okozott robbanás :) Ezek nem egyszerűen felmelegítik a gázokat hanem maguk is gázt termelnek, a szilárd vagy folyékony (kondenzált) robbanóanyagok eredeti térfogatuk sokszorosára tágulnak, miközben gáznemű halmazállapotúvá alakulnak. Miközben halmazállapotot váltanak, bomlásukkor, oxidációjukkor, keletkezett hő felforrósítja a gázokat égéstermékeket, amik így roppant mértékben kitágulnak. PL: 1 kg ANFO 800-1000l gázt fejleszt, ami a robbanáskor felszabaduló hőnek hála még tovább tágul.

A robbanás inkább egy gyűjtőfogalom, robbanásnak nevezzük egy elektromos kisülés hangját,robbanásnak nevezzük a petárda durranását is. Robbanásnak nevezzük: az anyagrendszer rendkívül gyors átalakulásának folyamatát, amely során az energia a környezetnek hő fény és kinetikai energia (komprimálódás) formájában adódik át.

A KÉMIAI robbanáskor a robbanás "erejét", típusát további 3 részre oszthatjuk, amit a robbanószerek égési sebessége határoz meg.

Gyors égésről néhány mm/s - 100m/s ig terjedően beszélünk, ennek sebessége még távol áll a robbanástól, a terjedés hőátadás útján valósul meg. Az égési sebességet nagyban befolyásolja a nyomás, ha emelkedik a nyomás emelkedik az égési sebesség.

Robbanás ami 100m/s - 1500m/s ig határolható be, terjedési sebessége váltózó mint az égésé, viszont már kisebb a nyomásemelkedésből származó gyorsító hatás. Terjedése a nagy nyomásemelkedés és a hőmérséklet együttes hatására következik be.

Detonáció ami 1500m/s - 10000m/s közé tehető. A detonáció egy állandó sebesség, ami az adott robbanóanyagra jellemző. A detonáció a lökéshullámmal terjed aminek sebessége meghaladja a hangét a kiinduló anyagban. Az égés a robbanás és a detonáció átmehetnek egymásba!

© 2009 pyromaster.org - Minden jog fenntartva.

Köszönet | Impresszum | Pirotechnikai fórum