امروزه و با گسترش یافتن شبکه‌های گاز رسانی خطر انفجار ناشی از تجمع گازها افزایش چشمگیری یافته است. انفجار خطرات و آسیب‌های متعددی را ایجاد می‌کند که موج انفجار یکی از آن‌ها محسوب می‌شود. موج ناشی از انفجار هم روی بدن انسان و هم بر روی سازه‌ها آثار مخربی دارد. در این مطلب از گروه تهویه سازه شار با موج‌های حاصل از انفجار و چگونگی انتشار آن‌ها آشنا خواهیم شد.
منظور از موج انفجار چیست؟
این اصطلاح بیشتر در فعالیت‌های نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این همه موج‌های ناشی از انفجار مختص عملیات‌های نظامی نیستند. هنگامی که یک ماده منفجر شود موج و یا فشاری متشکل از ازدحام گاز یا تراکم هوا ایجاد می‌کند. این موج به صورت فشاری در مرکز انفجار تشکیل شده و به سمت اطراف منتشر می‌شود. در نتیجه این فرآیند هوا در نواحی اطراف انفجار نیز متراکم می‌شود. این تراکم هوا به حالت موجی در آمده و روی محیط اثر می‌گذارد. امروزه تلاش شده تا با تجهیزات و متدهایی از تخریب سازه و ساختمان‌ها به علت موج انفجار جلوگیری گردد. دمپر ضد انفجار یکی از این تجهیزات برای کمک به کاهش آثار منفی این موج‌ها روی ساختمان‌ها می‌باشد.
بررسی موج‌های ناشی از انفجار از گذشته تا به امروز:
دانشمندان همواره به بررسی شرایط وقوع انفجار و فاکتورهای موثر بر آن پرداخته‌اند. اولین بار در سال ۱۸۷۰ تحلیل‌های علمی مفیدی در خصوص افزایش فشار های ناشی از انفجار صورت گرفت. همچنین مدلسازی‌های مفیدی از گذشته تا به امروز برای شبیه‌سازی موج انفجار انجام گرفته است. هدف از این مدلسازی‌ها درک هر چه بهتر عوامل موثر بر این موج‌ها و کنترل کردن آن‌ها است. منتشر این امواج می‌تواند برای مردم و ساختمان‌های مجاور خطرات جدی به همراه داشته باشد. چرا که این موج‌ها احتراقی بوده و می‌توانند موجب اشتعال گردند. شدت موج‌های انفجار بستگی به وسعت و قدرت انفجار صورت گرفته دارد.
موج انفجار به چه پارامترهایی بستگی دارد؟
اشاره کردیم که هر انفجاری ایجاد یک موج با قدرت متناسب با آن انفجار می‌کند. این موج به فاکتورها و پارامترهای مختلفی بستگی دارد. در این بخش به تعدادی از فاکتورهای مهم در موج‌های ناشی از انفجار اشاره می‌کنیم:
- نوع سوخت منتهی به انفجار
- استوکیلومتری سوخت منفجر شده
- نوع و محل منبع جرقه‌زنی
- نسبت فشردگی
- تهویه محیط
- سطح اولیه اغتشاش گاز
- نسبت انسداد
- موانع و شکل و اندازه و فاصله آن‌ها تا مرکز انفجار
- حجم گاز منتشر شده
- محل وقوع انفجار
تعدادی از این پارامترهای بستگی مستقیم به قدرت انفجار دارند. موج‌های ناشی از انفجار می‌توانند آثار بسیار مخرب و ویران‌گری بر روی انسان و ساختمان‌ها داشته باشند. فشار ناشی از موج انفجار در گاهی می‌تواند به بروز یک انفجار بزرگتر از مورد اول نیز منجر شود.
امواج ناشی از انفجار چگونه تشکیل می‌شوند؟
امواج حاصل از انفجار در از نظر شیوه‌ی انتشار خطی محسوب می‌شوند. برای اینکه درک بهتری از این امواج داشته باشیم باید از یک مدلسازی رایانه‌ای کمک بگیریم. در این مدلسازی از هیدروکدها برای نشان دادن شکل‌گیری و شیوه‌ی انتشار موج انفجار استفاده می‌شود. در این مدلسازی‌ها از یک کره یک کیلوگرمی جهت تشریح وضعیت نهایی استفاده می‌شود. در این مدلسازی مشخص خواهد شد که فرکانس‌های طبیعی ارتعاش سازه‌ها ارتباط مستقیم با مدت زمان امواج انفجار دارند. امواج حاصل از انفجار بعد از اینکه تشکیل شدند در الگویی خطی پخش می‌شوند.
اثر موج انفجار روی ساختمان‌ها:
یکی از مفاهیمی که در مبحث انتشار امواج انفجار مهم است مفهوم تاب آوری شهری می‌باشد. منظور از این اصطلاح آستانه تحمل و مقاومت سازه‌ها در مقابل حوادث است. در واقع در این مفهوم تلاش شده تا در حوادثی نظیر انفجار و موج ناشی از آن آسیب کمی به ساختمان‌ها وارد شود. آسیب‌ها و تخریب کمتر ساختمان‌ها به معنای حفظ جان تعداد بیشتری از افراد حاضر در ساختمان می‌باشد. در نتیجه یک سازه باید در مقابل عوامل مخاطره‌آمیز نظیر امواج حاصل از انفجار ایمن شده باشد. برخی از عوامل اثرگذار روی تاب آوری ساختمان‌ها در برابر موج انفجار عبارتند از:
- شکل و فرم کلی ساختمان
- پنجره‌ها و بخش‌های بازشوی سازه
- ورودی‌ها و بالکن‌ها و کنسول ساختمان
می‌باشند. در بررسی‌های انجام شده دریافتند که المان‌ها و مقاطع محدب موجب انعکاس موج‌های انفجار می‌شوند. در نتیجه باعث مقاومت بیشتر بنا و ساختمان در مقابل این امواج می‌شوند. علت این امر نیز خاصیت آیرودینامیک یا هواپویش این نوع از سطح مقطع‌ها است. همچنین می‌توان از تجهیزاتی برای کاهش آسیب‌های ناشی از موج انفجار در ساختمان نیز بهره گرفت. ایمن‌سازی ساختمان به ویژه سازه‌های صنعتی پرخطر بسیار ضروری و مهم می‌باشد. برخی از ساختمان‌ها به دلیل نوع کاربری که دارند بیشتر در معرض امواج ناشی از انفجار قرار دارند.
موج انفجار چگونه انتشار پیدا می‌کند؟
اشاره کردیم که هر انفجاری یک موج با شدت و قدرت مشخص تولید می‌کند. این امواج در اطراف محل انفجار منتشر شده و پیش می‌روند. بسته به شدت انفجار امواج حاصل از آن نیز قدرت تخریبی خواهند داشت. در نتیجه اطلاع از شیوه انتشار آن‌ها می‌تواند در کنترل کردن و ایمن سازی محیط کمک کند. موج ناشی از انفجار می‌تواند تا کیلومترها دورتر ازمحل وقوع انفجار پیشروی کند. همچنین در مسیر پیشروی خود می‌تواند خرابی و شکست‌های زیادی در ساختمان‌ها به جای گذارد. علاوه بر سازه‌های سر راه روی انسان‌ها نیز آثار مخرب و صدمات زیادی توسط این امواج ایجاد می‌گردد. موج انفجار به شکل کاملا خطی و به سمت بیرون مرکز انفجار منتشر شده و سرعت بالایی دارد. سرعت این امواج بیشتر از امواج صوت بوده و در بازه‌ی زمانی کوتاهی تخریب زیادی بر جای می‌گذارند.
سخن پایانی:
موج انفجار یکی از پیامدهای ویران‌گر انفجار به شمار می‌رود. انفجار به هر علتی که رخ دهد موجی به وجود می‌آورد که قدرت تخریب کننده‌گی بالایی دارد. این امواج هم روی انسان و هم روی ساختمان‌ها اثر می‌گذارند. شیوه‌ی انتشار آن‌ها از الگوی خطی پیروی می‌کند و سرعت بالایی دارند. در نتیجه برای انتشار به زمان چندانی نیاز ندارند. امیدواریم این مطلب در زمینه موج‌های انفجار برای همراهان سایت vent.ir مفید واقع شده باشد. سوالات خود در زمینه موج انفجار و انتشار آن را با کارشناسان تهویه سازه شار مطرح کنید.
