火災及爆炸傷害分析(編輯修改稿)
2025-01-04 10:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 簡化計算 ? 單位時間內(nèi)火球燃燒釋放熱量 Q‘ aHMQt?? ?目標距離火球中心為 r，則此處接受到的來自火球的單位面積熱輻射通量為 q 24Qqr????? ?224aHMt X H??? ?= 火球傷害計算示例 ? 計算 100t丁二烯發(fā)生沸騰液體擴展蒸汽爆炸（火球燃燒）確定其傷害范圍。 ? 基本參數(shù)： Hc=50409kJ/kg ? 計算思路： 傷害半徑 熱輻射通量 概率模型 ? （ 1）計算火球直徑 1 / 35. 8DM?3= ( 100 10 ) 213 .7 m? ? ? ?? （ 2）計算火球持續(xù)的時間 1 / 30. 45tM?? ? 1 / 330 . 4 5 0 . 5 1 0 0 1 0 = 1 6 . 6 s? ? ?? （ 3）計算死亡臨界熱輻射通量 4 / 3P r l n( )tq? ? ?按 50%傷害概率， Pr=5,帶入上式得到熱輻射通量 3 / 4P r 3 7 .2 3e x p2 .5 6qt? ? ??????????????=? 同樣，還可以計算得到二度燒傷熱輻射通量 ? 一度燒傷熱輻射通量 ? 財產(chǎn)損失熱輻射通量 ? （ 4）計算傷害半徑 2M4cHqtr????死亡 291 m 二度燒傷 350 m 一度燒傷 519 m 財產(chǎn)損失 305 m 4cMHrqt????火球半徑 死亡半徑 財產(chǎn)損失半徑 二度燒傷半徑 一度燒傷半徑 噴射火現(xiàn)象 xi 第 4節(jié)：噴射火熱輻射計算 ? 高壓氣體從裂口高速噴出后被點燃，形成噴射火。熱量認為是從中心軸線上一系列相等的輻射源發(fā)出的，單位時間從每一點源發(fā)出的熱量為： ? 距離點源 xi處某點接收的熱通量為： 24iPi xEXq?? Xp— 發(fā)射因子，取 計算思路 f效率因子，可取 。 m— 泄漏速度， kg/s。 Hc— 燃燒熱， J/kg； n— 點源數(shù)目。 nfm HE c?? 總輻射通量是各點輻射之和： 1niiqq?? ?燃燒下限 噴射高度計算 噴射火的長度可以認為等于噴口到燃燒速度下限的長度。 ? 氣體泄漏時從裂口射出形成氣體射流。一般情況下，泄漏的氣體的壓力將高于周圍環(huán)境大氣壓力，溫度低于環(huán)境溫度。在進行射流計算時，應該以等價射流孔口直徑來計算，等價射流的孔口直徑按下式計算 : ?? 00DD ?式中， D0— 裂口直徑， m； ρ0— 泄漏氣體的密度，㎏ /m3； ρ— 周圍環(huán)境條件下氣體密度，㎏ /m3。 如果氣體泄漏瞬間便達到周圍環(huán)境的溫度、壓力狀況，即，則等價射流孔口直徑等于裂口直徑。 （ 1）等價射流孔口徑計算 （ 2）軸線濃度分布 ? 在射流軸線上距孔口 X處的氣體濃度 C（ x） ????????)(0121DxbbbxC式中， b1， b2是分布函數(shù)： b1=+ b2=+ 如果把上式寫成 X是 C(x)的函數(shù)形式，則給定某濃度值 C(x)，可以計算出具有該濃度的點到孔口的距離 X。 ? 在過射流軸上點 X且垂直于射流軸線的平面內(nèi)任一點處的氣體濃度 C(x， y)為： C(x， y)=C(x) 22 ( / )b yxe ? 式中， C(x)— 射流軸線上距孔口 X處的氣體濃度， kg/m3； b2— 分布參數(shù)，同前 y— 對象點到射流軸線的距離， m。 第 5節(jié)：突發(fā)火 ? 突發(fā)火 ? 泄漏的可燃氣體、液體蒸發(fā)的蒸汽在空氣中擴散，遇引火源突然燃燒而沒有爆炸。此種情況下，處于氣體燃燒范圍內(nèi)的全部室外人員將遇難死亡；建筑物內(nèi)的部分人員將死亡。 ? 突發(fā)火后果分析主要計算可燃混合氣體燃燒下限隨氣團擴散到達的范圍。為此可按氣團擴散模型計算氣團大小和可燃混合氣體的濃度。 爆炸能量組成 壓力容器發(fā)生爆炸時，能量釋放有三種形式 （ 1）沖擊波能量 （ 2）碎片能量 （ 3）容器殘余變形能量 第 6節(jié)：爆炸傷害準則 ? 如果活塞突然向右移動 ， 便有波向右傳播 。 ? 在擾動傳播過程中 ， 擾動介質(zhì)與未擾動介質(zhì)之間存在一個界面 ， 這個界面就叫 波陣面 (Wave front)。 ? 擾動在介質(zhì)中的傳播速度 叫做 波速 (Wave velocity)。 （ 要與介質(zhì)的質(zhì)點速度區(qū)分 ） 2 、沖擊波 波的基本概念 沖擊波 ? （ Shock wave），又稱 激波 ， 沖擊波是由壓縮波疊加形成的，是波陣面以突進形式在介質(zhì)中傳遞的壓縮波。 ? 發(fā)生爆炸時，容器內(nèi)高壓氣體大量沖出，使周圍空氣發(fā)生擾動，使其狀態(tài)（壓力、密度、溫度）發(fā)生突躍變化，使其傳播速度大于擾動介質(zhì)的聲速，這種擾動在空氣中傳播就形成沖擊波。 超壓 ? 在離爆炸中心一定距離的地方，空氣壓力會隨時間發(fā)生迅速而懸殊的變化。開始時壓力突然升高、產(chǎn)生很大的正壓、接著又迅速衰減、在很短的時間內(nèi)降至負壓。如此循環(huán)往復數(shù)次，壓力逐漸衰減。開始產(chǎn)生的最大正壓力，就是沖擊波波陣面上的超壓。 0 5 10 15 壓力kgf/cm2 沖擊波波陣面的負壓階段雖然時間較長，但最大負壓值要比最大正壓值小很多，僅為最大正壓值的幾分之一，故在多數(shù)情況下沖擊波的破壞作用主要是由波陣面上的超壓引起的。 時間 超壓 距離關(guān)系曲線 超壓kgf/cm2 m 爆炸傷害準則 （ 1）超壓準則 爆炸波對目標是否構(gòu)成傷害，由爆炸波超壓唯一確定，只有爆炸波超壓大于某一臨界值，才可能對目標構(gòu)成破壞。 ΔP ΔPcr 不同超壓對建筑物的破壞作用 超壓△ P， kPa 破壞情況 ～ 5． 88～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 門窗玻璃部分破碎 受壓面的門窗玻璃大部分破碎 窗框
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