[Funland] 4/6/1989 – thảm kịch đường sắt Ufa (Liên Xô) khiến 2 đoàn tàu nổ tung, 675 chết, 800 bị thương

matizvan2009

Xe ba gác
Biển số
OF-42690
Ngày cấp bằng
8/8/09
Số km
21,658
Động cơ
757,612 Mã lực
Là do khí đốt không tiện sử dụng bằng TNT. Muốn khí đốt trở thành chất nổ, người ta phải trộn nó với không khí/oxy với tỷ lệ thích hợp rồi mới đốt.

1kg metan CH4 chẳng hạn có thể tích cỡ 150 lít ở điều kiện tiêu chuẩn, lại cần trộn với không khí với tỉ lệ 1:10, tức là cần 1500 lít không khí, thì sẽ tạo ra quả bom tương đương khoảng 20kg thuốc nổ TNT. Vậy thì cái nào tiện làm vũ khí hơn: 20kg TNT hay 1650 lít hỗn hợp metan/không khí?

Đấy là chưa kể hỗn hợp nổ metan rất không ổn định (dễ tự kích nổ), trong khi TNT ổn định hơn nhiều, có thể vận chuyển tương đối an toàn.
Vâng. Bản chất của thuốc nổ là trong 1 thời gian ngắn nhất sản sinh ra một lượng khí lớn nhất để tạo ra một sự chênh áp càng lớn càng tốt.
Em nhớ thời phổ thông học hóa có cái công thức nổ:
Chất A + chất B (với xúc tác nhiệt) sinh ra Khí X + khí Y + khí Z...
 

matizvan2009

Xe ba gác
Biển số
OF-42690
Ngày cấp bằng
8/8/09
Số km
21,658
Động cơ
757,612 Mã lực
Là do khí đốt không tiện sử dụng bằng TNT. Muốn khí đốt trở thành chất nổ, người ta phải trộn nó với không khí/oxy với tỷ lệ thích hợp rồi mới đốt.

1kg metan CH4 chẳng hạn có thể tích cỡ 150 lít ở điều kiện tiêu chuẩn, lại cần trộn với không khí với tỉ lệ 1:10, tức là cần 1500 lít không khí, thì sẽ tạo ra quả bom tương đương khoảng 20kg thuốc nổ TNT. Vậy thì cái nào tiện làm vũ khí hơn: 20kg TNT hay 1650 lít hỗn hợp metan/không khí?

Đấy là chưa kể hỗn hợp nổ metan rất không ổn định (dễ tự kích nổ), trong khi TNT ổn định hơn nhiều, có thể vận chuyển tương đối an toàn.
hoặc: lượng thuốc của một quả pháo (thời xưa) để trong quả pháo thì nổ, xé vỏ, lấy thuốc đem ra ngoài không khí đốt thì xèo xèo xèo.. xong.
 

giaconngu

Xe tăng
Biển số
OF-484668
Ngày cấp bằng
17/1/17
Số km
1,952
Động cơ
361,684 Mã lực
Tuổi
124
Là do khí đốt không tiện sử dụng bằng TNT. Muốn khí đốt trở thành chất nổ, người ta phải trộn nó với không khí/oxy với tỷ lệ thích hợp rồi mới đốt.

1kg metan CH4 chẳng hạn có thể tích cỡ 150 lít ở điều kiện tiêu chuẩn, lại cần trộn với không khí với tỉ lệ 1:10, tức là cần 1500 lít không khí, thì sẽ tạo ra quả bom tương đương khoảng 20kg thuốc nổ TNT. Vậy thì cái nào tiện làm vũ khí hơn: 20kg TNT hay 1650 lít hỗn hợp metan/không khí?

Đấy là chưa kể hỗn hợp nổ metan rất không ổn định (dễ tự kích nổ), trong khi TNT ổn định hơn nhiều, có thể vận chuyển tương đối an toàn.
Phân tử gam của CH4 xấp xỉ 16,043 g/mol. Trong điều kiện 1 atm + 0 độ C thì 1 mol khí chiếm 22,4139695 lít. Như thế 1 kg (= 1.000 g) CH4 ở điều kiện 1 atm + 0 độ C chiếm 1.000 g x 22,4139695 lít : 16,043 g/mol = 1.397 lít chứ không phải 150 lít. Ở điều kiện 1 atm + 25 độ C thì 1 kg CH4 sẽ chiếm 1.000 g x 24,4654037 lít : 16,043 g/mol = 1.525 lít.
 

Delta

Xe buýt
Biển số
OF-346820
Ngày cấp bằng
15/12/14
Số km
817
Động cơ
283,214 Mã lực
Phân tử gam của CH4 xấp xỉ 16,043 g/mol. Trong điều kiện 1 atm + 0 độ C thì 1 mol khí chiếm 22,4139695 lít. Như thế 1 kg (= 1.000 g) CH4 ở điều kiện 1 atm + 0 độ C chiếm 1.000 g x 22,4139695 lít : 16,043 g/mol = 1.397 lít chứ không phải 150 lít. Ở điều kiện 1 atm + 25 độ C thì 1 kg CH4 sẽ chiếm 1.000 g x 24,4654037 lít : 16,043 g/mol = 1.525 lít.
Đúng rồi cụ, tính nhẩm thế nào bị lệch 1 đơn vị, phải là cỡ 1500 lít metan.
 

giaconngu

Xe tăng
Biển số
OF-484668
Ngày cấp bằng
17/1/17
Số km
1,952
Động cơ
361,684 Mã lực
Tuổi
124
Chắc là không có nhầm lẫn gì.
Năng lượng trong 1kg TNT là khoảng 4.2 * 10^6 J.
Năng lượng trong 1kg khí đốt là khoảng 50 MJ = 50 * 10^6 J.
Thế nên 10 kiloton TNT chỉ chứa lượng năng lượng tương đương khoảng 800 tấn khí đốt tự nhiên.
Khi xảy ra vụ nổ tại Ufa năm 1989, đường ống nguyên được thiết kế để vận chuyển dầu mỏ đã chuyển đổi công năng sang vận chuyển khí hydrocarbon hóa lỏng (hỗn hợp với thành phần chủ yếu là propane C3H8 và butane C4H10). Do butane là hydrocarbon kế tiếp propane trong dãy đồng đẳng alkan nên có thể cho rằng các thông số tương ứng của butane không khác biệt nhiều so với propane.
So sánh mật độ năng lượng từ một khối lượng vật liệu nổ mạnh (như TNT, RDX v.v..) với tốc độ nổ (detonation velocity) cao (TNT = 6.851 m/s, RDX = 8.750 m/s) và mật độ năng lượng trong một lượng hydrocarbon (xăng, khí hóa lỏng, hơi đốt, dầu v.v..) khi nguồn nhiên liệu này phát nổ (tốc độ nổ của propane là 2.357 m/s, theo Sébastien Eveillard, luận án tiến sĩ, Đại học Orléans, 2013: Propagation d’une onde de choc en présence d’une barrière de protection, Bảng 20, trang 75.) không đưa ra được sự hình dung chính xác về mức độ tàn phá nghiêm trọng của vụ nổ. Trong một vụ nổ, tốc độ lan truyền sóng nổ (blast wave) với sóng xung kích (shock wave) dẫn đầu hướng lan truyền và sự chênh lệch quá áp (overpressure) tính theo khoảng cách từ tâm vụ nổ tới điểm quan sát mới là nguyên nhân chính dẫn tới sự phá hủy mạnh hay yếu trong không gian xung quanh. Không phải toàn bộ năng lượng tích lũy trong nguồn gây nổ sẽ được giải phóng trong sóng nổ, do khi xảy ra sóng nổ thì phản ứng hóa học (nếu có) diễn ra rất nhanh, dẫn tới sự cháy không hoàn toàn. Ngoài ra, một phần năng lượng tích lũy trong nguồn gây nổ có thể chuyển thành nhiệt năng nếu như nguồn gây nổ đó có thể bùng cháy (deflagration), như trong điều kiện cháy thông thường không gây ra quá áp.
Có rất ít nghiên cứu và đánh giá về hệ số quy đổi tương đương TNT cho các vụ nổ đám mây hơi (Vapour Cloud Explosion, VCE). Nghiên cứu năm 2005 của J. M. Dewey (https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/38/23/017 The TNT equivalence of an optimum propane-oxygen mixture) với nguồn gây nổ là một khí cầu hình bán cầu đường kính 38 m, chứa hỗn hợp 5.447 kg propane + 13.834 kg O2 (tỷ lệ mol propane : oxy = 1: 3,5) đưa ra kết luận như sau:
The TNT equivalence versus scaled distance relationships ….. show that it is invalid to use a single TNT equivalence factor for a gaseous explosion in the region of overpressures greater than about 1 atm (100 kPa, 15 psi). At lower overpressures a single equivalence factor is valid: 0.55 for a total charge mass including the propane and oxygen and 1.95 for a charge mass including the propane only and assuming an optimum mixture of the propane with atmospheric oxygen.
Các mối quan hệ tương đương TNT với khoảng cách lấy theo tỷ lệ ….. cho thấy việc sử dụng một hệ số tương đương TNT duy nhất cho vụ nổ khí ở vùng có quá áp lớn hơn khoảng 1 atm (100 kPa, 15 psi) là không hợp lệ. Ở các mức quá áp nhỏ hơn, hệ số tương đương duy nhất là hợp lệ: 0,55 cho tổng khối lượng thuốc nạp bao gồm propane và oxy và 1,95 cho khối lượng thuốc nạp chỉ chứa propane và giả định hỗn hợp là tối ưu của propane với oxy trong không khí.
 
Thông tin thớt
Đang tải
Top