Атмосферное давление избыточное давление: Что такое избыточное давление

Содержание

Все виды давлений — абсолютное, атмосферное, избыточное, вакуум

Давление — единица силы, действующая перпендикулярно на единицу площади.

Абсолютным называют давление, создаваемое на тело отдельно взятым газом без учета других атмосферных газов. Измеряют его Па (паскалях). Абсолютное давление представляет собой сумму атмосферного и избыточного давлений.

Барометрическим (атмосферным) называют давление гравитации на все находящиеся в атмосфере предметы. Нормальное атмосферное давление создается 760 мм столбом ртути при температуре 0°С.

Избыточным давлением называют положительную разность между измеряемым и атмосферным давлением.

Вакуумом называют отрицательную разность между измеряемым и атмосферным давлением.

С какой целью меряют давление? С целью непрерывного контроля и своевременного регулирования всех технологических параметров. Для каждого технологического процесса разрабатывается режимная карта. К чему может привести ее несоблюдение? Например, известны случаи, когда при бесконтрольном повышении давления многотонный барабан энергетического котла улетал, словно футбольный мяч, на несколько десятков метров, разрушая все на своем пути. Снижение давления не несет разрушений, но приводит к:

браку продукции;
перерасходу топлива.

Выходной неэлектрический сигнал большинства первичных преобразователей давления (преобразователь давления дм-3583м) имеет вид перемещения или силы и объединен в одном корпусе с прибором измерения. Для передачи результатов измерений на расстояние используют промежуточный преобразователь для получения стандартизированного электрического или пневматического сигнала. Так происходит слияние первичного и промежуточного преобразователей в единый измерительный преобразователь.

Преобразователями абсолютного давления измеряют давление какой-либо среды относительно вакуума.
Преобразователями избыточного давления измеряют давление какой-либо среды относительно атмосферного давления.
Преобразователями вакууметрического давления измеряют уровень вакуума относительно атмосферного давления.
Преобразователями гидростатического давления измеряют гидростатический уровень жидкостей.

Преобразователи дифференциального давления измеряют перепад давлений.
Преобразователи избыточного давления-разряжения являются универсальными приборами, потому что измеряют одновременно и избыточное давление, и вакуум.

Виды давления в системе измерения

Давление — действующая сила, находящаяся на поверхности тела, деленная на площадь данной поверхности. В системе СИ измеряется в Па (Паскалях). Метрологи измеряют давление в единицах измерения – миллибар, которая равно 100 Па. Для обозначения типа в нашем каталоге в разделе датчики давления у каждого датчика существует специально поле «Тип измеряемого давления». Разберем какие бывают типы.

Абсолютное давление (ДА)

Абсолютное давление — величина измеренная относительно давления равного абсолютному нулю. Другими словами, давление относительно абсолютного вакуума. Если вам нужен прибор этого типа или просто интересно как он выглядит, то тут можно посмотреть датчик этого типа.

Барометрическое давление (ДБ)

Барометрическое давление — это абсолютное давление земной атмосферы. Свое название этот тип давления получил от измерительного прибора барометра, который как известно определяет атмосферное давление в определенный момент времени при определенно температуре и на определенной высоте над уровнем моря. Относительно этого давления определяются избыточное давление и вакуум.

Давление избыточное (ДИ)

Избыточное давление имеет место в том случае если имеется положительная разность между измеряемым давлением и барометрическим. То есть избыточное давление — это величина на которую измеряемое давлением больше барометрического. Для измерения этого вида давления используют манометр. В качестве примера датчика этого типа можете посмотреть прибор Агат-100М-ДИ.

Вакуум (разряжение) в топке котла, печи и т. д. (ДВ)

Вакуум или по-другому вакуумметрическое давление — это величина на которую измеряемое давление меньше барометрического. Если избыточное давление обозначается в положительных единицах, то вакуум в отрицательных. Например, датчик Агат-100М-ДВ, способный измерять вакуум. Приборы способные измерять этот тип давления называют вакуумметрами.

Дифференциальное давление (ДД)

Дифференциальное давление имеет место если сравнивается одно давление относительно другого, причем ни одно из них не равно барометрическому. Избыточное давление и вакуум меряется относительно барометрического давления. Если же измерить эти величины относительно любой другой величины, то мы получим уже дифференциальное. Мы могли бы привести пример и датчика дифференциального давления, но лучше дадим вам ссылку на поиск с помощью которого можно найти датчик любого типа из описанных в этой статье типа.

Гидростатическое давление (ДГ)

Гидростатическое давление — давление столба воды над условным уровнем. Измеряется высотой столба воды в единицах длины или в атмосферах. Благодаря полной удобоподвижности своих частиц капельные и газообразные жидкости, находясь в покое, передают давление одинаково во все стороны; давление это действует на всякую часть плоскости, ограничивающей жидкость, с силой Р, пропорциональной величине этой поверхности, и направленной по нормали к ней. Отношение Pw, т. е. давление р на поверхность равную единице, называется гидростатическим давлением.

Избыточное давление воздуха | Agg-Net

Генерация, распространение и предсказание воздушных взрывов

Авторы, П. К. Сингх, М. Клеменц и К. Ниманн-Делиус из Института горного дела III и Института технической акустики Ахенского технологического университета, Аахен, Германия

Энергия, высвобождаемая при взрыве, создает избыточное давление воздуха, обычно называемое воздушный взрыв в виде распространяющейся волны. Если приемник находится достаточно близко к взрывной волне, избыточное давление может ощущаться как фронт давления при прохождении воздушной ударной волны. Сопровождающий гулкий звук длится всего несколько секунд. Заряды взрывчатых веществ, используемые при добыче полезных ископаемых, разработке карьеров и сортировке массива, обычно полностью находятся в земле, что приводит к воздушному взрыву с частотным составом ниже примерно 250 Гц.

Ударная волна правильно измерена и описана как линейное пиковое избыточное давление воздуха (т.е. увеличение давления выше атмосферного). Современное оборудование для мониторинга взрыва также способно измерять данные о пиковом избыточном давлении в невзвешенных децибелах (дБ). Децибелы, используемые для описания ударной волны, не следует путать или сравнивать с дБ(А), которые обычно используются для описания относительно установившихся уровней шума. Воздушный взрыв с пиковым избыточным давлением 130 дБ можно охарактеризовать как слегка неприятный, тогда как воздействие шума реактивного самолета на уровне 130 дБ(А) может быть болезненным и оглушающим.

Шум, вибрация и ударная волна являются одними из наиболее серьезных проблем для населенных пунктов, расположенных вблизи горнодобывающих предприятий. Рост осведомленности общественности и ожиданий в отношении экологических показателей побудил горнодобывающие компании сосредоточить свое внимание на потенциальном воздействии шума, вибрации и воздушных ударов, возникающих в результате их деятельности. В этой статье была предпринята попытка решить проблему воздушной ударной волны, вызванной взрывными работами в открытых шахтах/карьерах, и выделить некоторые меры по исправлению положения.

Генерация ударной волны

Были идентифицированы четыре источника воздушной ударной волны:

Импульс давления воздуха (APP): Когда горная порода выбрасывается или выбрасывается из забоя, создается импульс давления с амплитудами, пропорциональными начальной скорости забоя. Частоты низкие, потому что поверхность скалы действует как очень большой низкочастотный динамик1. Когда заряд взрывчатого вещества в вертикальном отверстии выстреливается в направлении свободной вертикальной поверхности, результирующие уровни воздушной ударной волны перед поверхностью взрыва выше, чем за ней, из-за экранирующего эффекта поверхности 9.0023 2

Импульс горного давления (RPP): Вибрация грунта рядом с местом мониторинга также является источником звука. Здесь земля действует как еще больший низкочастотный динамик, однако амплитуда движения (в данном случае вертикального) намного ниже. Гораздо более серьезным и контролируемым в принципе является преждевременное высвобождение взрывной энергии или прорывы. Это может происходить из двух мест ³ .

Импульс высвобождения забойки (SRP): Это происходит из-за неэффективной забойки или отверстий, которые были нагружены слишком сильно. Если забойка недостаточна, произойдет преждевременная утечка газов в атмосферу, что создаст чрезмерный воздушный поток ⁴ . Только ⁵ сообщил, что отверстия без забоя производили максимальный воздушный поток до 140 дБ, в то время как отверстия с забитым щебнем производили 134 дБ. Уровни вибрации воздуха будут увеличиваться по мере того, как высота забоя будет уменьшаться сверх уровня, необходимого для эффективного сдерживания взрывоопасных газов во время детонации. Высота забоя, равная 0,8 x нагрузка, может рассматриваться как эффективная забойка ⁶ .

Импульс газовыделения (GRP): Этот механизм исходит от поверхности уступа через пустоты, трещины, недостаточную нагрузку, перегруженные отверстия и т. д. и может влиять на ударную волну более чем на два порядка. Было предложено множество формул для расчета нагрузки, которые учитывают один или несколько указанных параметров, однако все значения лежат в диапазоне 25-40 x диаметр взрывной скважины, в основном в зависимости от свойств горной массы.

Распространение воздушной волны

Как и в случае с земной вибрацией, воздушная волна затухает с расстоянием из-за геометрического распространения. Это механизм, посредством которого конечное количество энергии заполняет увеличивающийся объем пространства. Воздушные ударные волны распространяются в жидкой среде, которая не передает поперечные силы, что делает их более простыми, чем колебания земли. Однако распространение звука, в том числе воздушной волны, зависит от погодных условий, которые могут создавать нерегулярные, а иногда и аномальные явления. Температурные инверсии могут преломлять волны обратно к земле, создавая области фокуса воздушной ударной волны. Инверсия может усилить воздушный поток на 10 дБ по сравнению с уровнем, обычно ожидаемым от данного взрыва на заданном расстоянии. Ветры усиливают распространение, сгибая фронты волн вниз к земле, и снижают нормальную скорость затухания воздушной ударной волны. Ветер со скоростью 16 км/ч, дующий прямо в сторону участка, может усилить ударную волну на 8–10 дБ по сравнению с нормой ⁴ . Топография также может влиять на воздушный поток как за счет улучшения фокусировки, так и за счет уменьшения затенения ⁷ .

Влияние погоды на распространение воздушной ударной волны

При детонации взрывчатых веществ в шпурах вибрация воздуха распространяется в виде фронта волны наружу во всех направлениях от взрыва со скоростью звука. На скорость фронта волны влияет ветер (скорость и направление) и температура атмосферы. Влияние скорости ветра и температуры воздуха можно продемонстрировать, если рассматривать фронт волны как серию звуковых лучей, исходящих от взрыва и перпендикулярных фронту волны. Среди этих воздействий важное значение имеют температурные инверсии, направление и сила ветра. Оба эти условия могут усилить воздушный поток выше уровня, который обычно ожидается при их отсутствии на заданном масштабированном расстоянии. Они не производят дополнительную энергию ударной волны, но влияют на ее распределение. При инверсии температуры теплый воздух вытесняет более холодный. Это обратная нормальная ситуация, когда температура неуклонно падает с высотой. В нормальных условиях пути лучей воздушной ударной волны отклоняются от земной поверхности в результате процесса акустической рефракции. Напротив, когда существует инверсия, эти лучи отклоняются вниз в инверсионном слое и могут создавать одну или несколько точек фокусировки на больших расстояниях от взрыва. Местом очага является область с аномально сильным воздушным потоком и относительно тихой зоной между ним и источником.

Температурные инверсии часты утром и вечером, так как поверхность земли и воздух нагреваются и охлаждаются с разной скоростью. Одна из причин, по которой некоторые наземные мины имеют тенденцию взрываться ближе к середине дня, заключается в том, чтобы избежать инверсии такого типа. Тем не менее, общепринятой практикой взрывных работ является не учитывать влияние температуры или влажности на уровень воздушной взрывной волны.

Ветер является еще одним значительным погодным фактором, влияющим на распространение воздушной ударной волны. Примеры воздействия ветра включают увеличение уровня звука с подветренной стороны на 10–15 дБ по сравнению с уровнями в условиях бокового ветра или в отсутствие ветра для близких взрывов в карьере, а также изменение показателя затухания распространения пропорционально скорости ветра ⁴ .

Воздействие струи воздуха на конструкции

Как и вибрации земли, струи воздуха могут вызвать дребезжание конструкции и, в крайних случаях, растрескивание и другие повреждения. В отличие от вибрации земли, ударная волна относительно неэффективна при воздействии на всю конструкцию или стеллажи в небольших конструкциях, таких как дома. С точки зрения отклика на скатывание, ударная волна мощностью около 145 дБ эквивалентна вибрации земли 12,7 мм/с в диапазоне резонанса конструкции 4–12 Гц 9.0023 8 . Немногие взрывы достигают этого уровня. Еще одна проблема — отклики средней стенки, которые примерно в шесть раз выше, чем отклики стеллажа при заданном избыточном давлении.

Отклики в средней части стены создают большую часть вторичного дребезжащего шума и других наблюдаемых эффектов, таких как движение картин, часов и т. д. Хотя эти ситуации не являются значительными с точки зрения структурного риска, эти ситуации приводят к большей части ощутимого шума, и домовладельцы часто обеспокоены что с их домами может произойти что-то серьезное и опасное. Эти реакции также способствуют разбитию стекла как начальным индикаторам чрезмерной воздушной струи. Большинство исследований, о которых сообщают Siskind et al. ⁴ пришел к выводу, что уровень звука импульсного события 140 дБ представляет собой разумный порог для повреждения стекла или штукатурки. Аналогичное значение предложено Pompetzki ¹ , при этом он приравнивает немецкий порог повреждения стекла или гипса 0,6 кН/м ² в соответствии с DIN 1055 (4) к максимальному уровню 143 дБ.

Реакция человека на ударную волну

Реакцию человека на вибрацию и ударную волну трудно определить количественно. Вибрацию и воздушный поток можно почувствовать или услышать намного ниже уровней, которые приводят к повреждению конструкций. Опять же, основной проблемой является опасение того, что может произойти повреждение, которое подпитывается структурными реакциями, как это замечают люди в своих домах. Жалобы населения на взрывные работы почти всегда касаются людей, испытывающих вибрацию в своих домах, а не на улице. Следовательно, они фактически реагируют на структурные движения, которые создают дребезжащие и грохочущие шумы ⁹ . В действительности люди часто не ощущают прямой вибрации земли, а иногда даже не слышат прямого воздушного удара. Взрывная волна возникает после первоначальной вибрации земли (примерно через 1 с на расстоянии более 300 м от источника до приемника). Из рисунка 1 видно, что ударная волна была принята сейсмографом примерно через 1 с после прихода вибрации земли.

Далекий взрыв может вызвать заметный отклик воздушной волны, даже если амплитуда воздушной волны может быть относительно низкой ¹⁰ . Этот воздушный взрыв, вероятно, будет иметь очень низкую частоту с небольшой энергией выше 5 Гц, потому что атмосфера избирательно ослабляет более высокие частоты. Люди внутри дома могут не слышать или не замечать прямой звук. Однако, если собственная частота дома составляет около 5 Гц, он будет реагировать на воздушный поток и производить вторичный шум более высокой частоты (дребезжание). Пассажиры, не слыша прямого звука, сочтут дребезжание вибрациями земли. Они не осознают, что низкоуровневая вибрация земли появилась незамеченной несколькими секундами ранее (как в случае на рис. 1). Только в случае близких точек иммиссии и слабого демпфирования через грунт прямая вибрация грунта может играть доминирующую роль в восприятии взрыва ⁹ .

Исследования показали, что меньшее количество более продолжительных взрывов вызовет менее неблагоприятную реакцию человека, чем короткие более частые взрывы. В таблице 1 обобщена средняя реакция человека на вибрацию и воздушный поток, которую можно ожидать, когда человек находится в состоянии покоя в тихой обстановке. Если человек занимается каким-либо видом физической активности, уровень, необходимый для указанных ответов, значительно увеличивается. С одной стороны, есть люди, которые получают некую ощутимую выгоду от взрывных работ и, вероятно, не будут страдать от любого уровня вибрации и воздушной струи, пока это не повредит их имуществу. С другой стороны, есть люди, которых беспокоит даже едва заметная вибрация или уровень воздушной струи.

Пороговое значение воздушной ударной волны

Обычные критерии шума (для стационарных источников шума) и пределы, установленные для повторяющегося импульсного шума (например, для стрельбищ), не применяются к избыточному давлению воздуха от взрывных работ. RI 8485 Горного управления США и правила, изданные Управлением по охране открытых горных работ и мелиорации США, определяют безопасное избыточное давление 133 дБ для импульсного воздушного взрыва, когда запись выполняется с помощью оборудования, имеющего частотный диапазон не менее 2–200 Гц. Они также сообщили, что уровень звука импульсного события 140 дБ представляет собой разумный порог для повреждения стекла и штукатурки. Риск повреждения конструкций, кроме косметических трещин в штукатурке и разбития стекла, не представлял интереса для исследователей воздушной взрывной волны из-за требуемого чрезвычайно высокого избыточного давления (175 дБ или более) и отсутствия такого избыточного давления в типичных ситуациях взрывных работ.

Анализ величины

Быстрый и несложный способ сравнения шумовых сигналов заключается в определении их пиковой амплитуды. Сигнал сводится к максимальной амплитуде, обычно выражаемой в уровне пикового давления (Па или дБ). В этой статье избыточное давление в дБ рассчитывается непосредственно из значений Па и, следовательно, не включает взвешивание по времени. Пиковую амплитуду можно сравнивать либо напрямую, либо после масштабирования наиболее важных параметров, а именно «веса заряда на задержку» и «расстояния до взрыва». Концепция масштабированного расстояния предполагает отношение затухания (т. е. кубический корень масштабирования для шума взрыва) между весом взрывчатых веществ на время задержки и расстоянием от места взрыва до места наблюдения. Константа воздушной передачи описывает поведение передачи. На протяжении десятилетий концепция масштабированного расстояния зарекомендовала себя как действенный и широко применимый подход ¹² . Общее уравнение можно использовать для прогнозирования уровней звукового давления на основе известного расстояния и схемы взрыва или для оценки набора данных мониторинга взрыва путем сравнения коэффициента передачи воздуха. Уровни вибрации воздуха обычно оцениваются с использованием следующего закона масштабирования кубического корня:

где:
P = избыточное давление воздуха (Па)
R = расстояние от ближайшей взрывной скважины до места мониторинга (м)
Qmax = Максимальный вес взрывчатых веществ на время задержки (кг)
K= Постоянная воздушной передачи
b = Показатель регрессии для конкретного места

Экспериментальные исследования

Полевые эксперименты проводились на пяти известняковых карьерах в Индии. Взрывчатка, использованная в большинстве карьеров, состояла из аммиачной селитры с мазутом. Инициирование осуществлялось обычной системой детонирующих шнуров. Краткие детали экспериментальных испытаний обсуждаются ниже.

Известняковый рудник Sagmania

Известняковый рудник Satna Cement Works Sagmania имеет рабочие уступы в двух карьерах (A и C). Рудник производит 7 500 тонн в день, чтобы удовлетворить потребности цементного завода, при этом производство достигается за счет буровзрывных работ.

Залежи известняка в руднике располагаются от горизонтальных до субгоризонтальных с падением от 2° до 5°. В восточной части шахты месторождение сильно обнажено, тогда как в западной части оно пострадало от выветривания. Вместе с плоскостями напластования встречаются две группы трещин; они заполнены глиной толщиной от 5 до 20 см. Выступающая плоскость напластования, залегающая на 2,0–2,5 м ниже верхнего уступа, требует особого внимания в отношении фрагментации.

В карьере А произведено 16 взрывов. Средняя нагрузка и расстояние между ними составляли 4,0 м и 5,0 м соответственно. Глубина скважин варьировалась от 7,0 м до 8,0 м, высота забойки 3,5–4,0 м, диаметр скважины 110 мм. Вес взорванных взрывчатых веществ варьировался от 265 кг до 2322 кг, а вес одной задержки колебался от 54 кг до 386 кг. Расстояние наблюдения варьировалось от 200 до 500 метров.

Аналогично, в карьере С 14 взрывов. Средняя нагрузка и расстояние между ними составляли 4,0 м и 5,0 м соответственно, глубина скважин варьировалась от 90,0 м и 10,0 м, а диаметр скважины 160 мм. Вес взрывчатых веществ, сдетонировавших при взрыве, колебался от 700 до 2406 кг, а вес сдетонировавших с задержкой — от 183 до 726 кг. Дистанции наблюдения варьировались от 115 до 500 м. Графики регрессии данных по ударной волне для карьеров А и С показаны на рисунках 2 и 3 соответственно. Эти и следующие рисунки содержат как линию регрессии (пунктирная), так и верхнюю границу 95% интервала прогнозирования (сплошная).

Поскольку при взрывных работах также было обнаружено несколько валунов, для разрушения валунов был проведен гипсовый отстрел. Избыточное давление воздуха, возникающее в результате этих обстрелов, контролировалось в течение девяти серий экспериментов. Масса взрывчатых веществ, взорванных при стрельбе из гипса, составляла от 25 до 125 кг. Точки мониторинга находились рядом с важными сооружениями и находились на расстоянии от 600 до 1000 метров.

Известняковый рудник Бабаркот

На известняковом руднике Бабаркот компании Narmada Cement Co. Ltd в штате Гуджарат между деканской ловушкой и третичными отложениями залегают две тонкие полосы латеритных пород. Над латеритом лежат пласты Гай (морские отложения), содержащие ископаемые желтые мергелистые известняки с глиной. Над пластами Гадж находятся тонкие пласты песчанистого известняка и глины, известные как пласты Дварка.
Произведено шесть взрывов со средней мощностью и расстоянием между ними 3,0 м и 4,0 м соответственно. Глубина скважин составляла от 7,5 м до 8,5 м, диаметр бура составлял 105 мм, а диаметр забойки 2,3–2,5 м. Вес взорванных взрывчатых веществ варьировался от 20 кг до 2880 кг, а вес одной задержки — от 20 кг до 345 кг. Посты контроля избыточного давления воздуха располагались на расстоянии от 50 до 250 метров. График регрессии данных изображен на рисунке 4.

Известняковый рудник Лангиберна

В известняковом руднике M/s Orissa Cement Ltd. Лангиберна в штате Орисса есть две почти параллельные полосы известняка, идущие с востока на запад, разделенные полосой доломитового известняка шириной около 200–300 м. Южная полоса известняков имеет ширину 100–200 м и достаточно крутое падение (60–85°). Северная полоса имеет ширину 300–400 м и более пологое падение (25–40°). Качество в южной полосе в целом хорошее; известняк здесь, по-видимому, меньше пострадал от метаморфизма / замещения и имеет более высокое содержание карбонатов.

Произведено 17 подрывов с использованием взрывчатых веществ весом от 30 кг до 1240 кг и весом на одну задержку от 22 кг до 338 кг. Нагрузка составляла 2,2–3,5 м, а расстояние между ними – 2,5–3,8 м. Глубина скважин варьировалась от 4,0 м до 9,0 м при диаметре 115 мм. Точки мониторинга располагались на расстоянии от 50 до 580 м. График регрессии зарегистрированных данных избыточного давления воздуха показан на рисунке 5.

Известняковый карьер Хаткурбахал

Хаткубахал — полумеханизированный известняковый карьер компании M/s Shiva Cement Ltd в штате Орисса. Район является частью архейского комплекса докембрийского возраста и включает деформированные метаосадки, включающие известняки, доломиты, песчаники, кварциты и кварц-слюдяные сланцы. Они были брошены в синклинорий, падающий на восток, где северные и южные конечности местами перевернуты. Породы имеют падение под углом от 25° до 85° как на север, так и на юг.

Скважины пробурены отбойным молотком на глубину 1,5–2,5м. Нагрузка и расстояние между ними составляли 0,6 м и 1,4 м соответственно. Длина ствола колеблется от 1,0 до 1,5 м. Взрывчатка детонировала мгновенно и имела вес от 5 до 12,5 кг. Станции контроля избыточного давления воздуха располагались недалеко от карьера на расстоянии от 50 до 240 метров. График регрессии зарегистрированных данных об избыточном давлении воздуха показан на рисунке 6.

Результаты и анализ

Было замечено, что все механизированные карьеры создавали более высокое избыточное давление воздуха. Если бы измерения проводились вблизи места взрыва, магнитуда была бы выше. Максимальное избыточное давление воздуха, зарегистрированное на каждом карьере, приведено в таблице 2. В таблице также приведены соответствующие расчетные параметры взрыва и масса взорванных ВВ. Из таблицы видно, что максимальное избыточное давление воздуха 146 дБ было зафиксировано на карьере Бабаркот в 120 м от места взрыва при детонации 120 кг ВВ с задержкой, тогда как на карьере Сагмания С максимальное зарегистрированное избыточное давление воздуха составило 142 дБ на расстоянии 115 м от места взрыва. лицо взрыва, когда 726 кг взрывчатых веществ были взорваны с задержкой. Более высокое избыточное давление воздуха было зафиксировано на Бабаркоте из-за ветрового воздействия (карьер расположен недалеко от побережья Аравийского моря, где высокие скорости ветра часто увеличивают избыточное давление ударного воздуха). Очередной взрыв в Бабаркоте был произведен 990кг ВВ и большая масса задержки 192кг. Избыточное давление воздуха, зафиксированное на высоте 120 м, составило 135 дБ. Однако во время этого взрыва скорость ветра была ниже, что указывает на то, что ветер оказывает усиливающее влияние на избыточное давление воздуха. Частоты вибрации находились в диапазоне 10–40 Гц, тогда как частоты избыточного давления воздуха варьировались от 3 Гц до 74 Гц. БПФ-анализ взрыва показан на рис. 7.

Данные об избыточном давлении воздуха, зарегистрированные в карьерах, сгруппированы вместе для статистического анализа. Для карьеров были установлены наиболее подходящие эмпирические уравнения, связывающие вес взрывчатых веществ в задержке (Qmax в кг), расстояние от станции мониторинга до ближайшей взрывной скважины (R в метрах) и зарегистрированное избыточное давление воздуха. Уравнения предиктора для каждой верхней границы 95% интервал прогноза приведен в таблице 3.

Прогноз избыточного давления воздуха может быть сделан с помощью уравнений прогноза, приведенных в таблице 3, для различных расстояний для соответствующих карьеров. Безопасное избыточное давление воздуха в 133 дБ, рекомендованное Горным бюро США, было принято в качестве порогового предела, а вес взрывчатых веществ на одну задержку был рассчитан для каждого карьера для различных расстояний, которые будут соответствовать пороговому пределу в 133 дБ, как показано в таблице 4. Если бы использовался более высокий порог в 143 дБ, полученный Помпецки1, значения веса взрывчатых веществ в таблице 3 увеличились бы в ?10001/b, что составляет, например, 6,9.для карьера Сагмания A.

Прогнозируемый вес заряда на задержку показал, что диапазон мониторинга данных в поле влияет на предсказуемость уравнений. Поскольку вес заряда на одну задержку в карьере Хаткурбахал был очень низким, а станции мониторинга находились очень близко, предсказание уравнения на меньших расстояниях очень хорошо согласуется с зарегистрированными данными, но неприменимо для больших расстояний. Точно так же в карьере Сагмания А и Лангиберне станции мониторинга находились на более коротких расстояниях, поэтому прогноз для более короткого расстояния согласуется с зарегистрированными данными. Запись данных варьировалась в карьерах Сагмания С и Бабаркот, поэтому прогноз избыточного давления воздуха более или менее согласуется с зарегистрированными данными как для ближнего, так и для дальнего расстояния. Сделан вывод о том, что для надежного прогнозирования избыточного давления воздуха на рассматриваемых расстояниях количество регистрируемых данных избыточного давления воздуха должно быть больше и на различных расстояниях.

Стрельба по штукатурке вызвала слишком большое избыточное давление воздуха в карьере Сагмания C. Согласно регрессионному анализу, даже около 6 кг взрывчатки, взорванной для стрельбы по штукатурке, могут создать избыточное давление воздуха в 133 дБ на расстоянии 500 м. Избыточное давление воздуха около 140 дБ можно ожидать на расстоянии 1000 м от детонации 100 кг взрывчатого вещества для разрушения горных пород при стрельбе из гипса. Поэтому операторы карьеров должны подумать об изменении практики стрельбы из гипса. Камнедробилку можно использовать для разбивания валунов, или же можно выполнять взрывную стрельбу с подходящими мерами предосторожности для мухомора.

Выводы и рекомендации

Механизмы, связанные с образованием УВВ, также предполагают средства для контроля УВВ. Достаточная нагрузка для обеспечения хорошей фрагментации и контроля летучих камней также поможет уменьшить импульс давления воздуха. Там, где желательны сильные движения забоя, например, при пескоструйной очистке, неизбежен некоторый импульс давления воздуха. Пустоты, грязевые пласты и трещины должны быть заделаны. Взрывчатые вещества должны быть утяжелены, чтобы не перегружать отверстия. Нагрузки следует тщательно контролировать с поправкой на изломанные, наклонные и/или неровные забои. Эти меры должны устранить или свести к минимуму импульс выброса газа. И импульс давления воздуха, и импульс выпуска газа являются направленными, исходящими от передней поверхности. По возможности скамья должна быть ориентирована таким образом, чтобы избежать прямой видимости между забоем и критическими конструкциями.

Ударная волна от верхней части скамейки создается подъемом и, что более серьезно, разрушением забоя. Возможно, потребуется принять меры для получения подходящего забойного материала для удержания взрывчатого вещества во время детонации. Это может означать нечто большее, чем буровой шлам, а также устранение открытого детонирующего шнура. Если для детонации шпуров предполагается использовать взрывной детонирующий шнур, он должен быть покрыт подходящим заполнителем. Всегда рекомендуется использовать инициирующее устройство Nonel, чтобы уменьшить образование воздушной волны.

Как и в случае с вибрацией земли, выбор и использование задержек может сильно повлиять на воздушный взрыв, потому что звук в воздухе распространяется намного медленнее, чем вибрация земли (примерно 330 м/с). Эффективный интервал задержки может непосредственно накладываться и усиливать избыточное давление воздуха. Корректировка нормальных задержек на разницу во времени в пути для разных лунок является наиболее важной. Следует избегать слишком короткого эффективного интервала задержки. По возможности взрывные работы следует проводить до полудня, чтобы свести к минимуму усиливающий шум эффект инверсии температуры, и полностью избегать их при слишком высокой скорости ветра.

Ссылки

POMPETZKI, W.: «Tieffrequente Schalldruckspitzen bei Gewinnsprengungen», Proc. Fortschritte der Akustik – DAGA ’95, Саарбрюккен, Германия, 1995, стр. 463–466.
NIEMANN-DELIUS, C., VORLÄNDER, M., FUCHS, H. и M. KLEMENZ: «Erarbeitung praxisnaher Vorschläge zur Reduzierung von Sprengschallemissionen in Betrieben der Naturstein-Industrie», AiF-Forschungsvorhaben, no. 12381, Heft 8, Institut für Bergbaukunde III, RWTH, Ахен, Германия, 2002, стр. 129.
SISKIND, D.E.: «Вибрации от взрывных работ», DR-31, 1997, DESA Consultants, стр. 48.
СИСКИНД Д.Е., СТАЧУРА В.Дж., СТАГГ М.С. и Дж.В. KOPP: «Реакция конструкции и повреждение, вызванное ударной волной при открытых горных работах», Бюро горного дела США, RI 8485, 1980, стр. 111.
JUST, JD: «Забойка взрывных скважин в горных выработках», Aust. Инст. Мин. Мет., 1979, январь, стр. 7–15.
СИНГХ, П.К., ПРАКАШ, А.Дж., и Р.Б. СИНГХ: «Проблема летучих пород в нарушенных пластах – тематическое исследование», Proc. Национальный семинар по новым технологиям добычи полезных ископаемых и управления грунтом, BHU, Варанаси, Индия, 1994, 18–19 февраля, стр. 348–360.
ГРИФФИТС, М.Дж., ОАТЕС, Дж.А.Х. и П. Лорд: «Распространение звука при взрывных работах в карьере», J. Sound Vibr., 60, 1978, vol. 3, стр. 359–370.
SISKIND, D.E.: «Взрывные вибрации, современный и исторический обзор», DR-09, 1996, DESA Consultants, стр. 34.
КЛЕМЕНЦ М. и Х. ФУКС: «Zusammenhang zwischen Erschütterungs- und Schallimmissionen bei Gewinnsprengungen der Naturstein-Industrie», Proc. Fortschritte der Akustik – DAGA ’02, 2002, Бохум, Германия, стр. 282–283.
МАДШУС, К., и Н.И. NILSEN: «Низкочастотная вибрация и шум от военных взрывов: прогнозирование и оценка раздражения», Proc. Inter-Noise 2000, Ницца, Франция, стр. 1984–1989.
ANON: Шум и вибрация, Environment Australia, Environmental Impact Report, 2002, vol. I, стр. 31-6.
CLERICO, M., and M. PATRUCCO: «Метод прогнозирования пикового уровня звукового давления, связанного с открытыми взрывными работами», Applied Acoustics, 40, 1993, стр. 47–56.

Что такое манометрическое давление и как оно измеряется?

14.09.2017 | Hardy Orzikowski

WIKA USA отвечает на часто задаваемые вопросы (FAQ) об основных физических принципах давления и измерения давления. Сюда входят обсуждения абсолютного давления, атмосферного давления, манометрического давления и дифференциального давления.

Давление обычно определяется как сила, которая действует равномерно на определенной площади. Существует несколько видов давления и способов их измерения.

Что такое манометрическое давление?

Схема манометрического давления

Манометрическое давление, также называемое избыточным давлением, представляет собой давление в системе выше атмосферного давления. Манометрическое давление имеет нулевую привязку к давлению окружающего воздуха (или атмосферному), поэтому показания манометрического давления включают давление от веса атмосферы. Это означает, что манометрическое давление меняется в зависимости от высоты над уровнем моря, а также от погодных условий. Учитывая, что все процессы на нефтеперерабатывающем или производственном предприятии проходят при одинаковом давлении воздуха, измерения манометрического давления достаточно для большинства промышленных применений.

Какая связь между манометрическим давлением и абсолютным давлением?

Измерение давления, основанное на нулевом эталонном давлении или полном отсутствии давления, называется абсолютным давлением. Нулевое давление существует только в идеальном вакууме, и космическое пространство — единственное место, где это происходит естественным образом. Следовательно, показание абсолютного давления равно атмосферному (окружающему) давлению плюс манометрическое давление. Это означает, что манометрическое давление равно абсолютному давлению минус атмосферное (окружающее) давление. Когда абсолютное давление больше атмосферного, такое состояние называется положительным избыточным давлением; когда абсолютное давление меньше атмосферного, говорят об отрицательном избыточном давлении.

Что такое атмосферное давление?

Атмосфера Земли имеет вес и создает давление. Атмосферное давление, также называемое барометрическим давлением или давлением окружающей среды, подвержено колебаниям, зависящим от погоды. Природные явления, такие как циклоны и антициклоны, могут вызывать колебания атмосферного давления на целых 5%.

Что такое дифференциальное давление?

Дифференциальное давление — это разница давлений между двумя точками процесса. Дифференциальный манометр обычно имеет два входных отверстия (по одному для каждой контролируемой точки). Манометр дифференциального давления означает, что операторам не нужно постоянно контролировать два отдельных манометра и определять разницу в показаниях. Манометры дифференциального давления используются во многих отраслях промышленности как часть систем контроля фильтрации, уровня жидкости и расхода жидкости.

Какие единицы используются для измерения давления?

В Соединенных Штатах для измерения давления чаще всего используются фунты на квадратный дюйм (psi), бар и миллибар (мбар).

РубрикаРазное