Explosion


Detonatie (tot 300.000 bar et vitesse > celle du son vs deflagratie (~10bar et vitesse < celle du son)

VCE: alpha = 0.2

Stofexplosie : alpha = 0.1

Bleve (koude of warme) - zie slide 43 part 1

 



Masse en grammes
de TNT
Symbole Masse en tonnes
de TNT
Symbole Énergie
gramme g microtonne μt 4,184×103 J
kilogramme kg millitonne mt 4,184×106 J
mégagramme Mg tonne t 4,184×109 J
gigagramme Gg kilotonne kt 4,184×1012 J
téragramme Tg mégatonne Mt 4,184×1015 J
pétagramme Pg gigatonne Gt 4,184×1018 J

Quelques valeurs de facteur d'efficacité relative
Type d'explosif Densité
(g/cm3)
Vitesse de
détonation (m/s)
F.E.R.
Nitrate d'ammonium (AN) 1,123 5 270 0,42
Poudre noire, 75 % KNO3+15 % C + 10 % S 1,700 400 0,55
ANFO, 94,3 % AN + 5,7 % Fuel Oil 0,840 5 270 0,80
TNT 1,654 6900 1,00
Amatol, 80 % TNT + 20 % AN 1,548 6 570 1,17
Tetrytol, 70 % Tetryl + 30 % TNT 1,707 7 370 1,20
Tetryl 1,73 7 570 1,25
C-4, 91 % RDX 1,737 8 040 1,34
Composition B, 63 % RDX + 36 % TNT 1,751 7 800 1,35
C-3 (old RDX based) 7 924 1,35
Nitroglycérine 1,6 7 700 1,50
RDX 1,82 8 750 1,60
Erythritol tetranitrate 1,6 8 100 1,60
Semtex, 94,3 % PETN + 5,7 % RDX 1,776 8 420 1,66
PETN 1,773 8 400 1,66
HMX 1,91 9 100 1,70
Octanitrocubane 2 10 100 2,70
Arme nucléaire (variable; voir note) 19,1 >100000 5,2M

Convertion de J en TNT eq : 1 kT TNT = 4184 GJ

Overdruk bepaalt schade --> afhankelijk van afstand en TNT eq massa --> [Geschaalde afstand] Z = R / M^1/3 - let op op amplificatie door relfectie


Explosie
~ snelheid van de reactie
~ productie van expanderen gassen, energievrijgave
Effecten


Effekt

Snelheid

Afstand

 

Fragmentatie

3

1

Versnelling materie

Schokgolf

  • (High explosives) Detonatie  ~ snelheid > geluidssnelheid en hoge druk (tot 300000 bar) en schokgolf ~ reactiefront
  • (Low explosives) Deflagratie ~ insluiting nodig
  • DDT als gassen vrijkomen met druk verhoging (insluiting)

2

2

+ blast

Hitte/brand

4

3

Vuurbal/wolk (BLEVE)

Krater

1

4

Volume explosie

Secundaire schaden

5

 

Instorten,…

Penetratie

6

 

 

TNT equivalent
Vergelijking tussen explosie : oorzaak (chemisch, fysisch, nucleair, andere) à TNT equivalent – gevolgen (quantitative effekten) :

 

VOIR aussi document pdf !!!

 

Gecondenseerd
(chemisch)

1.2 (veiligheidsfactor) * α (explosie efficiëntie) * Mex = MTNT

Lijst van equivalentie à zie slide 20 voor High (Low à α = 40%)

Stof
VCE (chemisch - volumetrisch)

 
waar ETNT = 4.6 MJ/kg en ΔH = verbrandingswarmte

 à α = 20% voor ingesloten brandstof, α = 10% voor stoffen
zie lijst van verbrandingswarmte slide 34 en 38

BLEVE (fysisch)

MTNT = 0.013 M (voor LPG)

Zie berekingen en waarden slide 43

Chemische-Stofexplosie (volumetrisch) : pentagone van voorwaarden (brandstof, zuurstof, ontsteking + insluiting + dispersie) – bv : metaalsttof hebben een lage MIE ; gevaar zodra 25W lamp niet goed zichtbaar vanaf 2m of voetstappen zien op de grond
!!! chemische-volumetrische explosie à TNT equivalent geeft verkeerde druk verloop omdat TNT gecondenseerd is

 

 

 

Gecondenseerde explosieven [*]

Volumetrische explosieven [**]

Chemische
- snelle chemische reactie (exotherme oxidatiereactie meestal)

Ontsteking krachtif genoeg
Brandstof + oxidants in goede %
Drukopbouw moet mogelijk zijn

ADR klasse 1 (incl. Vuurwerkmaterialen) (à zie tabel slide 10 p1)
ADR 5.2 (organische peroxiden)
Mengsels (met lucht)

High (primaire, secundair, tertiair ~ gevoeligheid en niet kracht)
Low (vuurwerk, aandrijfstoffen)

~ LEL en UEL + flikkerpunt (è brandt bij onstekking) (flashpoint ~ kookpunt voor gassen meestal) [!! >< vlampunt (blijft branden)] + zelfsontstekingstp + minimale onstekingsenergie (MIE)

Dampexplosie (VCE)
Stofexplosie

Fysische

 

Thermische explosie
Drukvat explosie
Implosie
BLEVE

 

 

Nucleaire

 

Fissie + kettingsreactie

 

 

Geïmproviseerde

 

 

 

 

[*] High explosieven à Maatregelen :

[*] Interventie met High : - evacueren (perimeter tot 1600 igv brand, 800m igv lek,… zie slide 24), overspoelen met water, ontstekkingsbronnen vermijderen, niet opruimen zonder raad expert

[**] zie slide 26 voor invloed van het milieu (tp,druk,…) op de eigenshappen  van de stof (LEL,UEL,..)
[**] zie slide 27 : eigenschappen van stoffen
[**] zie slides 29-30 type onstekingsmiddelen

 


Description de la menace

Masse explosive
(équivalent TNT)
1

Distance 
d'évacuation
du bâtiment
2

Distance 
d'évacuation
en plein air
3

Explosifs 
brisants 
(équivalent TNT)

Bombe tuyau

2,3 kg

21 m

259 m

Ceinture bourrée d'explosifs

4,5 kg

27 m

330 m

Veste bourrée d'explosifs

9 kg

34 m

415 m

Valise explosive

23 kg

46 m

564 m

Berline compacte

227 kg

98 m

457 m

Berline

454 kg

122 m

534 m

Mini-fourgonnette

1 814 kg

195 m

838 m

Petit camion de 
déménagement ou 
camionnette de livraison

4 536 kg

263 m

1 143 m

Camion de déménagement ou 
camion-citerne

13 608 kg

375 m

1 982 m

Semi-remorque

27 216 kg

475 m

2 134 m

Description de la menace

Masse/Volume 
de GPL
1

Diamètre de la 
boule de feu
4

Distance 
sécuritaire
5

Gaz de 
pétrole 
liquéfié 
(GPL - 
butane ou
propane)

Petite citerne de GPL

9 kg/19 L

12 m

48 m

Grande citerne de GPL

45 kg/95 L

21 m

84 m

Citerne de GPL commerciale
ou résidentielle

907 kg/1 893 L

56 m

224 m

Petit camion de GPL

3 630 kg/7 570 L

89 m

356 m

Semi-transporteur GPL

18 144 kg/37 850 L

152 m

608 m

Volumetrische berekeningen
Taille de la boule de feu : 3 (BLEVE) ou 3.5 (Hitte brand) M1/3 à 2x (secundaire branden) et 3x (2/3èmes brandwonden)
Schokgolf : !! effet de bords/obstacles/configuration
- geschaalde afstand : R = Z.M1/3  ( !! M*2 si explosion au sol) où R = afstand et Z = effet (voir slide 34 p2) à il faut 8x plus d’explosif pour doubler la portée de son effet !!!) à permet d’estimer à quelle distance de l’impact tel dégât aura lieu (attention aux effets de configuration)
- Variation de pression / variation de temps  = K/V1/3  (où K= constante d’explosion et V = volume disponible à décroissance à la puissance 1/3 du volume) à K voir slides 17-18 p2
Fragmentatie : primair et secundair ! à R = 45 en 120 * M1/3  (voor BLEVE zie variantes slide 37-38 p2)
Effekten op de mensen : primair, secundair, tertiair, quaternair - R = Z.M1/3  (zie list van Z waarden op slide 43 p2)

Zware explosie - Maatregelen :