Εσκασε δοχειο διαστολης...

[CostasV]

Αλέξη, αν αστοχήσει από την μεριά του νερού, σε πίεση π.χ. 3 bar, δεν είναι σίγουρο ότι θα απελευθερωθεί οπωσδήποτε και ο αέρας. Γιατί λες ότι θα ακουστεί μπουμ είτε σκάσει πάνω είτε σκάσει κάτω από την μεμβράνη; Οπως είπες και συ, το σπάσιμο του δοχείου από την μεριά του νερού, έχει την μορφή περισσότερο μιας τρύπας/ρωγμής στο περίβλημα και όχι την μορφή ενός "σκασμένου" δοχείου όπως αυτά στις φωτογραφίες του #24.

[AlexisPap]

Σενάρια αστοχίας (υποθέτοντας πάντα ότι μέσα στο δοχείο υπάρχει και πεπιεσμένος αέρας)...

 

Για να ξεκινήσει η αστοχία σημαίνει ότι σε κάποια θέση υπάρχει υπέρβαση της αντοχής του υλικού. Υποτεθείσθω ότι η πίεση είναι χαμηλή (3bar) και ότι η έναρξη της αστοχίας οφείλεται είτε σε κατασκευαστική ατέλεια, είτε σε διάβρωση:

 

1) Αστοχία μη εκρηκτικού τύπου

Το υλικό αστοχεί τοπικά, με αποτέλεσμα την έναρξη της διαρροής. Ωστόσο, η περιοχή γύρω από την θέση αστοχίας έχει

τόσο υψηλή αντοχή ώστε να μπορεί να αποκατασταθεί η ισορροπία δυνάμεων και

τόσο υψηλή πλαστημότητα ώστε να μπορεί να απορροφήσει το έργο παραμορφώσεως λόγω της ανακατανομής των τάσεων.

Στην περίπτωση αυτή η ρωγμή δεν διαδίδεται. Αν η αστοχία γίνει στο μέρος του αέρα, έχουμε ταχεία εκτόνωση με ισχυρό συριγμό. Αν γίνει στο μέρος του νερού, έχουμε βραδεία εκτόνωση, με πίδακα νερού.

 

2) Αστοχία εκρηκτικού τύπου λόγω χαμηλής αντοχής

Το υλικό έχει μικρή αντοχή σε όλη την έκτασή του (πχ έχει σκουριάσει μία εκτεταμένη περιοχή) με αποτέλεσμα να μην μπορεί να αποκατασταθεί η ισορροπία των δυνάμεων μετά την έναρξη της ρωγμής.

Αν δεν υπήρχε ο αέρας, η απώλεια νερού θα επέφερε γρήγορη πτώση της πίεσης και θα σηματοδοτούσε την λήξη της διάρρηξης.

Επειδή όμως ο πεπιεσμένος αέρας παρέχει σταθερή πίεση, η ρωγμή δεν σταματάει να διαδίδεται, παρά μόνο όταν το άνοιγμα γίνει τόσο μεγάλο ώστε να επιτρέψει την αθρόα έξοδο νερού και αέρα.

Το "αθρόα" εξαρτάται προφανώς και από τα αδρανειακά χαρακτηριστικά του ρευστού. Το νερό επειδή έχει μεγάλη αδράνεια δεν θα προλάβει να χυθεί. Πρώτα θα γίνει το μπαμ και μετά θα χυθεί το νερό.

Αν η αστοχία γίνει από την μεριά του αέρα, με την έναρξη της διάρρηξης θα ακουστεί το "μπαμ".

Αν η αστοχία γίνει από την μεριά του νερού, το "μπαμ" θα ακουστεί όταν το άνοιγμα γίνει τόσο μεγάλο ώστε να έρθει σε επαφή με την ατμόσφαιρα ο πεπιεσμένος αέρα.

 

3) Αστοχία εκρηκτικού τύπου λόγω ψαθυρότητας

Αν το υλικό είναι εξαιρετικά ψαθυρό, η διάδοση της ρωγμής δεν θα σταματήσει ακόμη κι αν δεν υπάρχει πεπιεσμένος αέρας.

Η ταχύτητα διάδοσης της ρωγμής είναι περίπου ίση με την ταχύτητα του ήχου.

Κατά τα λοιπά, μόλις ο πεπιεσμένος αέρας ελευθερωθεί, θα ακουστεί μπαμ.

[miltos]

Αν η αστοχία γίνει από την μεριά του νερού, το "μπαμ" θα ακουστεί όταν το άνοιγμα γίνει τόσο μεγάλο ώστε να έρθει σε επαφή με την ατμόσφαιρα ο πεπιεσμένος αέρα.

 

ο οποίος (αέρας) μπορεί να μην έρθει ποτέ σε επαφή με την ατμόσφαιρα αν δεν σπάσει η μεμβράνη.

[AlexisPap]

Δεν έχει και τόση σημασία... Έστω μεμβράνη άπειρης εκτατότητας που δεν σκάζει ποτέ.

 

Την στιγμή που το δοχείο θα διαρραγεί και ισορροπία των πιέσεων θα ακυρωθεί, η -σχετικά αβαρής- μεμβράνη θα εκτιναχθεί (με τον τρόπο που καθορίζουν οι νόμοι του Νεύτωνα) για να καταλάβει έναν μεγαλύτερο όγκο, όπως ακριβώς θα έκανε το μέτωπο του αέρα αν δεν υπήρχε η μεμβράνη (και όπως συνεχίζει να κάνει το μέτωπο του αέρα πίσω από την μεμβράνη).

 

Παράδειγμα:

Έστω βόμβα που εκρήγνυται μέσα σε απείρως εκτατό μπαλόνι. Αυτός που είναι έξω (και σε απόσταση ασφαλείας) από το μπαλόνι δεν θα καταλάβει έκρηξη;

[CostasV]

Δεν συμφωνώ. Ακόμη και αν θεωρήσουμε ότι έχουμε μία αβαρή και πολύ ελαστική η μεμβράνη , υπάρχει ΚΑΙ το νερό (αφού υποθέσαμε ότι το δοχείο σπάει από την πλευρά του νερού) το οποίο θα λειτουργήσει ως φράγμα (όπως όταν έχουμε μία υποθαλλάσια έκρηξη) και θα καθυστερήσει την απελευθέρωση του αέρα τόσο ώστε να μην ακουστεί ΜΠΑΜ

 

Παράδειγμα:

Έστω βόμβα που εκρήγνυται μέσα σε απείρως εκτατό μπαλόνι. Αυτός που είναι έξω (και σε απόσταση ασφαλείας) από το μπαλόνι δεν θα καταλάβει έκρηξη;

 

Εδώ συμφωνώ.

Edited Ιανουάριος 5 , 2012 by CostasV

[AlexisPap]

Μόνο υπό προϋποθέσεις:

 

Έστω ότι το δοχείο σκίζεται περιμετρικά (ας υποθέσουμε ότι διαχωρίζεται πλήρως, αλλά δεν είναι αναγκαίο) στην περιοχή του νερού:

 

Το νερό θα αρχίσει να εκρέει, ενώ ταυτόχρονα το άνω μισό του δοχείου θα αρχίσει να ανυψώνεται (με ταυτόχρονη εκτόνωση του αέρα). Πολύ σύντομα τα τοιχώματα του δοχείου θα ελευθερωθούν από το νερό και τότε ο περιεχόμενος αέρας θα έρθει σε επαφή με το περιβάλλον...

Ο μόνος τρόπος για να μην ακουστεί μπαμ είναι να έχει εκτονωθεί τόσο ο περιεχόμενος αέρας, ώστε η πίεσή του να είναι ίση με την ατμοσφαιρική.

[miltos]

Η μεμβράνη των δοχείων που συζητάμε δεν είναι ελαστική (τουλάχιστον δεν είναι σκοπός της να "φουσκώνει").

 

Το πρηγούμενο μήνυμα το έγραψα για να θυμίσω ότι η μεμβράνη θα περιορίσει την έκρηξη, καθώς ο αέρας θα εκτονωθεί μέχρι την πίεση προφόρτισης.

[AlexisPap]

Η μεμβράνη των δοχείων που συζητάμε δεν είναι ελαστική...

 

Άρα, είτε θα σπάσει και η μεμβράνη, είτε θα περιορίσει κατά κάποιο βαθμό την εκτόνωση.

Είτε στην μία, είτε στην άλλη, αυτό που θα προκύψει θα έχει τον χαρακτήρα της έκρηξης, λόγω του ακαριαίου χαρακτήρα της εκτόνωσης. Αυτό που θα διαφέρει θα είναι η ισχύς...

[miltos]

Αυτό λέω και γω (ή μάλλον εννοώ, αφού ίσως δεν το έγραψα ξεκάθαρα), ότι θα περιοριστεί η ισχύς της έκρηξης.

Edited Ιανουάριος 5 , 2012 by miltos

[aiche]

Να εξετάσουμε και το σενάριο σε περίπτωση domino;

Αν από την έκρηξη του δοχείου διαστολής εκτιναχθεί κάποιο εξάρτημα και τρυπήσει την δεξαμενή πετρελαίου θα έχουμε και διαρροή καυσίμου με αποτέλεσμα την πιθανή έναρξη πυρκαγιάς στο λεβητοστάσιο.