安全系統(tǒng)工程(徐志勝3版)第六章典型事故影響模型與計(jì)算(編輯修改稿)
2025-01-19 15:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 減小，重氣坍塌引起的擴(kuò)散將逐步讓位于環(huán)境湍流引起的擴(kuò)散。目前，判斷重氣坍塌過程終止的常用準(zhǔn)則為 ε 準(zhǔn)則 aap ???? /)( ?? ε 準(zhǔn)則 認(rèn)為，如果 ε 小于或等于某個(gè)臨界值（在 ～ 之間），重氣坍塌引起的擴(kuò)散將讓位于環(huán)境湍流引起的擴(kuò)散。 重云氣擴(kuò)散模型 （ 1）基本假設(shè) 除了本節(jié)第 一部分的假設(shè) 外，平板模型還使用了如下假設(shè)： ① 重氣云羽橫截面為矩形，下風(fēng)向距離為 x米出的云羽橫風(fēng)向半寬 b（ m），垂直方向高度為 h（ m）。在泄漏源點(diǎn)，云羽橫風(fēng)向半寬為高度的兩倍，即 b0=2h0 。 ② 重氣云羽橫截面內(nèi)部，溫度、密度和危險(xiǎn)氣體濃度等參數(shù)均勻分布。 ③ 重氣云羽中心的軸向蔓延速度等于環(huán)境風(fēng)速。 第三節(jié) 火災(zāi)模型 易燃、易爆的氣體、液體泄漏后遇到引火源就會引發(fā)火災(zāi)?；馂?zāi)對周圍環(huán)境的應(yīng)先主要在于其輻射熱，火災(zāi)輻射熱的影響范圍一般均在 200m左右的近火源區(qū)域 .火災(zāi)主要有三種類型，即池火災(zāi)、噴射火、固體火災(zāi)。 池火災(zāi) 噴射火災(zāi) 固體火災(zāi) 池火災(zāi) 定義： 可燃液體泄漏后流到地面或流到水面并覆蓋水面，形成液池，遇點(diǎn)火源形成的火災(zāi)稱為池火災(zāi)。 1 計(jì)算池半徑 2 燃燒速度 3 火焰高度 4 火焰表面熱輻射通量 5 目標(biāo)接受熱輻射強(qiáng)度 噴射火災(zāi) 加壓的可燃?xì)怏w泄漏時(shí)形成射流，如果在泄漏裂口處被點(diǎn)燃，將形成噴射火災(zāi)，使得周圍的人員和財(cái)產(chǎn)受到損失。 假定火焰為圓錐形，并用從泄漏處到火焰長度 4/5處的點(diǎn)源模型來表示。 1 火焰長度 2 目標(biāo)接受熱輻射通量 ? ?1 6 1 . 6 6m 0 . 4 4 4cHL ?fQF ? 固體火災(zāi) 固體火災(zāi)的熱輻射參數(shù)按點(diǎn)源模型估計(jì)。此模型認(rèn)為火焰射出的能量為燃燒的一部分，并且輻射強(qiáng)度與目標(biāo)至火源中心距離的平方成反比。 第四節(jié) 爆炸模型 爆炸是物質(zhì)的一種非常急劇地物理、化學(xué)變化，也是大量能量在短時(shí)間內(nèi)迅速釋放或急劇轉(zhuǎn)化成機(jī)械功的現(xiàn)象。一般說來，爆炸現(xiàn)象具有以下特征： 1）爆炸過程進(jìn)行得很快； 2）爆炸點(diǎn)附近壓力急劇升高，產(chǎn)生沖擊波； 3）發(fā)出或大或小的響聲； 4）周圍介質(zhì)發(fā)生震動(dòng)或鄰近物質(zhì)遭受破壞。 第四節(jié) 爆炸模型 第二節(jié)一般將爆炸過程分為兩個(gè)階段 第一階段是物質(zhì)的能量以一定的形式（定容、絕熱）轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)壓縮能 第二階段強(qiáng)壓縮能急劇絕熱膨脹對外做功，引起作用介質(zhì)變形、移動(dòng)和破壞。 第二節(jié) 爆炸模型 爆 炸 （根據(jù)能量釋放過程的性質(zhì)） 物理爆炸 化學(xué)爆炸 核爆炸 第四節(jié) 爆炸模型 物理爆炸 就是物質(zhì)狀態(tài)參數(shù)（溫度、壓力、體積）迅速發(fā)生變化，在瞬間放出大量能量且對外做功的現(xiàn)象。其特點(diǎn)是在爆炸現(xiàn)象發(fā)生過程中，造成爆炸發(fā)生的介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化，發(fā)生變化的僅是介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。 根據(jù)能量釋放過程的性質(zhì)，爆炸分為物理爆炸、化學(xué)爆炸和核爆炸。 第四節(jié) 爆炸模型 化學(xué)爆炸 是物質(zhì)由一種化學(xué)結(jié)構(gòu)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗饣瘜W(xué)結(jié)構(gòu)，在瞬間放出大量能量且對外做功的現(xiàn)象。其特點(diǎn)是在爆炸現(xiàn)象發(fā)生過程中，介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化；形成爆炸的能源來自物質(zhì)迅速發(fā)生化學(xué)變化時(shí)所釋放的能量。 核爆炸 是指某些物質(zhì)的原子核發(fā)生裂變反應(yīng)或聚變反應(yīng)，瞬間放出巨大能量而形成的爆炸現(xiàn)象。 物理爆炸 物理爆炸時(shí)，氣體膨脹所釋放的能量（即爆炸能量）不僅與氣體壓力和容器的容積有關(guān)，而且與介質(zhì)在容器內(nèi)的物性相態(tài)相關(guān)。 1. 壓縮氣體與蒸汽容器的爆炸能 （ 1）壓縮氣體容器的爆炸能量 可按理想氣體絕熱膨脹做功公式計(jì)算 ， 311011???????????????????kkg PkPVE 物理爆炸 （ 2）飽和蒸汽容器的爆炸能量 對于常用壓力下的飽和蒸汽容器的爆炸能量可按下式計(jì)算： VCE ss ? 物理爆炸 2. 介質(zhì)全部為液體時(shí)的爆炸能量 通常用液體加壓時(shí)所作的功作為常溫液體壓力容器爆炸時(shí)釋放的能量，計(jì)算公式如下： 2)1( 2 tLVPE ??? 物理爆炸 3. 液化氣體和高溫飽和水容器的爆炸能量 在液氯、液氨儲罐及鍋爐汽包等壓力容器內(nèi)，介質(zhì)一般以氣、液兩種物態(tài)存在，介質(zhì)工作壓力大于大氣壓力，介質(zhì)溫度高于其在大氣壓力下的沸點(diǎn)（也稱“過熱”）。當(dāng)容器破裂發(fā)生爆炸時(shí)，除了氣體急劇膨脹對外做功外，還有過熱液體激烈的蒸發(fā)過程。 （ 1）液化氣體容器的爆炸能量 液化氣體容器破裂爆炸釋放出的能量可按下式計(jì)算： WTSSHHE b ])()[( 2121 ???? 物理爆炸 （ 2）飽和水容器的爆炸能量 常用
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