Суть проблемы следующая. Имеется некий железобетонный бункер, который должен устоять при взрыве на нефтехимическом заводе. К этому сооружению подведена приточная вентиляция. Для того, чтобы взрывная волна не прошла внутрь, на входе вентиляции в здание установлены расширительные камеры, каждая из которых представляет из себя железобетоннй ящик с входным и выходным отверстиями. Объем такого ящика порядка 10м3, площади входного и выходного отверстий - по 1,5м2. Я не могу понять, за счет чего происходит гашение взрывной волны в таких расширительных камерах.

[Madtosh]

Мне кажется в расширительных ящиках стоят взрывные клапана. Или же отверстия между ящиками, расположенные не по одной прямой и имеющие площадь прохода меньше чем объем этих ящиков, способны погасить волну за счет перераспределения энергии давления воздуха на тепло и холод, т.е. расширение и сжатие.

В том то и дело, что никаких клапанов нет. Распределительная камера - это один ж.б. ящик (см. уточнение #1). Внутри распределительных камер гладкие стенки и нет никакой "начинки". Ни змеевиков, ни элементов, способствующих созданию турбулентного потока.

[Madtosh]

И все-таки думаю, использован принцип расширения-сжатия. Вот вырезка из статьи про первые глушители, хоть и про оружие, но принцип тот-же - уменьшение давления потока воздуха.
"Самое простое устройство для глушения звука выстрела представляет собой надульную насадку на стандартное оружие, содержащую одну или несколько расширительных камер, разделенных поперечными диафрагмами. Такими были первые глушители, они и стали наиболее распространенными. Действие большинства из них основано на расширении пороховых газов до выхода в атмосферу, что ведет к уменьшению давления потока газов, а значит к снижению громкости выстрела. Пороховые газы, двигаются вслед за пулей, последовательно расширяясь и охлаждаясь в камерах глушителя, в которых постепенно теряют свою энергию. Такой глушитель одновременно играет роль пламегасителя."

[ShaggyDoc]

Движение воздуха по каналу осуществляется за счет давления. При взрыве - это давление извне. Полное давление воздуха состоит из суммы статического и динамического давлений . Статическое давит на стенки канала, динамическое - "вдоль" канала (упрощенно). Динамическое давление зависит от скорости движения в квадратичной зависимости. А статическое - это разность между полным и динамическим давлением.

При входе камеру скорость резко падает. Резко падает и динамическое давление, но возрастает статическое - давление на стенки. Стенки прочные, воспринимают его. В результате падает и полное давление (энергия потока), и на выходе из камеры оно уже меньше.

Эт если без формул, на пальцах.

[BM60]

И в дополнение:
А для сброса давления, превышающего нормативное, и устраивают взрывные клапаны. В описанной конструкции они мало эффективны (наверное) ввиду огромного объема.
Тогда, скроее всего, надо бы продумать идею незамкнутого объема. Поскольку энергия взрыва мгновенного действия, на то он и взрыв. А ударная волна его следствие.
Чтобы энергия волны быстрее погасла (стала менее дпустимого уровня прочности короба), ей (волне) нужно дать простор или наоборот максимум сопротивления на пути ее распространения, чтобы она сама себя гасила многократным отражением от стен (на пальцах говоря).
Объем этого "простора" долже рассчитываться. Это очень сложно. Кроме того, что и исходные данные труднопредставляемые и очень теоретические. Попробуйте поискать на сайтах всё о теории (физике) взрыва и ударной волны. В нефтехимии эти вопросы наверняка уже решены.

за счет чего происходит гашение взрывной волны в таких расширительных камерах

Резкое расширение приводит к резкому падению давления.

Прикладываю эскиз такой расширительной камеры.

[BM60]

А можно Камера2004.dwg?
Кстати, вместо взрывных клапанов устроить мембранные диски на перекрытии бункера. Рассчитанные на их разрыв при определенном давлении, меньшем предела прочности стен бункера. Они лопаются раньше, избыток энергии "уходит" (энергия гасится) сквозь эти новые "дыры", но вверх (нет ли людей, ни оборудования). Но сколько таких надо и из чего?

Вообще-то слишком теоретическая постановка вопроса. Что за взрыв, смесь чего с чем, где, от чего, причем тут вентиляция, ... ?
Не разумней ли продумать защиту "от дураков", чтобы не создавать предпосылок к взрыву?

[Madtosh]

Сообщение от BM60 А можно в 2004? Кстати, вместо взрывных клапанов устроить мембранные диски на перекрытии бункера. Рассчитанные на их разрыв при определенном давлении, меньшем предела прочности стен бункера. Они лопаются раньше, энергия гасится в сквозь эти новые "дыры", но вверх (нет ли людей, ни оборудования. Но сколько таких надо и из чего? Вообще-то слишком теоретическая постановка вопроса. Что за взрыв, смесь чего с чем, где, от чего, причем тут вентиляция, ... ?

Думаю постановка вопроса не в том, что рванет сам бункер, а если взрыв произойдет извне(на улице) чтобы не повредилось оборудование вентиляции.

[BM60]

Хм-м, если этот так (почему, кстати, нужно об этом догадываться спустя полсуток), то защиты от ударной волны нет, либо городить её такой неразумно.
Для такого форс-мажора городят либо автономную вентиляцию (источник притока-вытяжки и привод), либо блокировку (аварийную остановку) технологического процесса вредного производства (линии, участка). Мало ли что/когда там на улице грохнет, стекла-то всё-равно вышибет.

Вот еще одна мысля.
Если речь о защите входных проемов воздухозаборной шахты, то, как правило, в этих "окнах" устраивают жалюзи с наклоном вниз-наружу. Тогда на случай их разрушения при сильном взрыве предусмотреть внутри шахты отбойные щитки типа 4-х гранного конуса, а на перекрытии шахты сбросной клапан с противовесом (не очень! хорошо) или мембрану, или вообще пустой патрубок-надстройку, чтобы волна всей своей "массой" не направилась в сторону вентилятора. Кроме того, стоит подумать об отключении вентилятора при избыточном давлении перед ним.
Но это лишь идейные размышления.
Не понятно-таки, что надо защищать и от чего. Стоит поискать готовые решения. Погулять, например, вокруг станций метро, потолковать с вентиляционщиками на стратегических объектах.

Прилагаю тот же чертеж в 2004 версии.

Сам я не специалист по вентиляции и данные вопросы не решаю. Просто у меня зародилось сомнение, что подобная расширительная камера способна защитить ж.б. "бункер" с наружными стенами толщиной 400мм от проникновения внутрь взрывной волны через отверстия для воздухозабора. Из разговора с теми, кто проектировал эту вентиляцию, я понял, что подобные расширительные камеры являются типовым решением для защиты от внешнего взрыва. Вот я и хочу понять, насколько мои страхи обоснованы, а заодно разобраться, как это работает.

[BM60]

Ну-у, батенька, это ж совсем другое дело. Раз поговорил со спецами, и оно типовое, то что ж тут сомневаться-то.
Вот для того случая я и написал дополнение после синего.
Не надо его защищать так скрупулезно. А если сомнения остаются, расскажи им о внутренних щитках в виде конусов к перекрытию. Лучше перфорированных - если не посмеются, то профессионально разъяснят. При взрыве вылетят насмерть лишь эти решетки-жалюзи, и процес "захлёбывания" волны уже пошел, примитивно сказать.
Но это же всё-таки гипотетический случай, не правда ли, как часто у нас взрывают возле таких шахт?
А толщина 400 мм выдержит кашмаррр-сколько. Главное вентилятор не повредить, но об этом я тоже написал.
Не бойся, всё уже давно отработано.

[ShaggyDoc]

Все эти дела происходят из защитных сообружений ГО. Там множество подобных решений. И воздухозаборы вентиляции совсем не с жалюзийными решетками.

[Madtosh]

Обычный глушитель! Вчера с Крыжановским обсудили! Точно он.

[Ivan T]

Вставлю свои пять копеек - самое простое сравнение - глушитель автомобиля.
Судя по описанию - это защита от перепада давления при высокоскоростном горении газовых сред (порядка 100 - 150 м/с), а взрыв, это уже от 2 км/с (ну и до 8 км/с - если мне память не изменяет). Т.е. именно как в камере сгорания автомобиля.

Если бы защита предполагалась от ударной волны после ВВ - там по другому все. там уже надо отсечки ставить и всю остальную фигню - хотя проще всего проходные трубы (Т образные).

[BM60]

Всё правильно, сколько мнений, столько и решений. Мысль о з.с. ГО абсолютна точна и очень вовремя.
Конечно, но я видел воздухозаборы и с жалюзями, хотя это уже не важно.

[Madtosh]

"Пособие по обследованию и проектированию зданий и сооружений, подверженных воздействию взрывных нагрузок" вот тут http://www.skonline.ru/digest/45751.html?page=2
в пункте 2.2.11 речь идет о каких-то устройствах УЭС и МЭС, дальнейший поисГ ни к чему не привел. Может в секретных СНиПах что есть, завтра посмотрю.

[ShaggyDoc]

Конечно, но я видел воздухозаборы и с жалюзями, хотя это уже не важно

ЗС разные бывают. Противорадиационные укрытия (ПРУ), например, не защищают от ударной волны. Воздухозаборные решетки снаружи могут быть и жалюзийными, но это декорация. Такие решетки, кроме прочего, предназначены ещё и для эвакуации из заваленного убежища, к ним делается специальный канал, они открываются изнутри.

Может в секретных СНиПах что есть

Никакие они не секретные. Защитные сооружения гражданской обороны СНиП II-II-77, СНиП 2.01.54-84 Защитные сооружения гражданской обороны в подземных горных выработках.

Расширительные камеры требуются по обеим СНиП. Расширительные камеры делаются на воздухозаборах после противовзрывных устройств МЗС, УЗС. В них ещё и входы требуются из убежища. В ссылочном "дайджесте" опечатки - не "МЭС", а МЗС, не "УЭС", а УЗС.

В исходном вопросе было про принцип работы расширительной камеры. Принцип я и описал в #5. А уж "глушитель" - это побочный эффект.

Всетаки гложут меня сомнения относительно того, что такая расширительная камера защитит внутренние воздуховоды от взрывной волны. Будучи по образованию инженером гидротехником, я хорошо знаком с тем, как гасится энергия в гидродинамике. Я прекрасно понимаю, за счет чего это достигается. В случае с расширительной камерой я не могу себе представить как она сработает.

[Ivan T]

Сообщение от DK Всетаки гложут меня сомнения относительно того, что такая расширительная камера защитит внутренние воздуховоды от взрывной волны. Будучи по образованию инженером гидротехником, я хорошо знаком с тем, как гасится энергия в гидродинамике. Я прекрасно понимаю, за счет чего это достигается. В случае с расширительной камерой я не могу себе представить как она сработает.

а ты не сравнивай с гидродинамикой - и защита от взрыва газа и полноценного ВВ - она разная.