【正文】 83 傷害范圍評價法 Eg— 氣體的爆破能量， KJ P— 容器內(nèi)氣體的絕對壓強， MPa V— 容器的容積， m179。 k— 氣體的絕熱指數(shù)，即氣體的定壓比熱容與定容比熱容之比。常見的 k值見表 327 爆炸 一、物理爆炸的能量 3110])(1[1 ?????kkg PkPVE31 84 傷害范圍評價法 表 327 常用氣體絕熱指數(shù) 爆炸 一、物理爆炸的能量 氣體名稱 空氣 氮 氧 氫 甲烷 乙烷 乙烯 丙烷 CO K值 氣體名稱 CO2 NO NO2 氨氣 氯氣 過熱蒸汽 氫氰酸 K值 從表 327可看出，空氣、氮、氧、氫、 CO和 NO等氣體的絕熱指數(shù)均為 ，若用 k=式 31得： 85 傷害范圍評價法 式 34中， Cg— 常用壓縮氣體爆破能量系數(shù)， KJ/m179。常用壓力下的 Cg見表 328. 爆炸 一、物理爆炸的能量 10])(1[ ???PPVE g32 328 5 10])(1[ ???PPC g令 33 34 則可得： VCE gg ?86 傷害范圍評價法 表 328 常用壓力下的氣體容器爆破能量系數(shù) (k= ) 爆炸 一、物理爆炸的能量 表壓力（ MPa） Cg（ KJ/m179。） 2 10178。 10178。 10178。 10179。 10179。 10179。 10179。 表壓力（ MPa） 32 40 Cg（ KJ/m179。） 10179。 10179。 104 104 104 104 壓縮氣體爆破能量是壓力 P的函數(shù)，各種常用壓力下的氣體爆破能量系數(shù)見表 328 87 傷害范圍評價法 若將 k= 31，可得干飽和水蒸氣容器爆破能量： 爆炸 一、物理爆炸的能量 10])(1[ ???PPVE s35 311 8 10])(1[ ???PPC s令 36 37 則可得： VCE ss ?88 傷害范圍評價法 表 329 常用壓力下的干飽和水蒸氣容器爆破能量系數(shù) 爆炸 一、物理爆炸的能量 表壓力（ MPa） Cs（ KJ/m179。） 10178。 10178。 10179。 10179。 10179。 10179。 各種常用壓力下的干飽和蒸汽容器爆破能量系數(shù)見表 329 89 傷害范圍評價法 2 介質(zhì)全部為液體時的爆破能量 常溫液體壓力容器爆炸時釋放的爆破能為： 爆炸 一、物理爆炸的能量 38 2)1( 2 tLVpE ???EL— 常溫液體壓力容器爆破時釋放的能量， KJ p — 液體的壓力（絕）， Pa V — 容器的體積， m179。 t?t? — 液體在壓力 p和 T正氣壓縮系數(shù)， Pa1 90 傷害范圍評價法 3 液化氣體與高溫飽和水的爆破能量 兩種狀態(tài)存在，但是飽和液體占容器的介質(zhì)重量的絕大部分，它的能量比氣體的大的多，過熱狀態(tài)下液體在容器爆破時釋放的能量： 爆炸 一、物理爆炸的能量 39 WTSSHHE ])()[(12121 ????H1— 爆炸前飽和液體的焓， KJ/Kg。 H2— 大氣壓下飽和液體的焓， KJ/Kg。 S1— 爆炸前飽和液體的熵， KJ/Kg℃ 。 S2— 大氣壓下飽和液體的熵， KJ/Kg℃ 。 T1— 介質(zhì)在大氣壓力下的沸點， ℃ 。 W — 飽和液體的質(zhì)量， kg t?91 傷害范圍評價法 ?飽和水容器的爆破能量按下式計算： ?Ew=CwV ?式中 Ew—— 飽和水容器的爆破能量， kJ； V—— 容器內(nèi)飽和水所占的容積， m3； Cw—— 飽和水爆破能量系數(shù)， kJ／ m3，常用壓力下的值見表 330。 爆炸 一、物理爆炸的能量 t?表 330 常用壓力下飽和爆破能量系數(shù) 表壓力（ MPa） Cw（ KJ/m179。） 104 104 104 104 104 105 92 傷害范圍評價法 壓力容器破裂時，爆破能量在向外釋放時以 沖擊波能量、碎片能量和容器殘余變形 能量三種形式表現(xiàn)出來。根據(jù)介紹，后二者所消耗的能量只占總爆破能量的 3%15%,也就是說絕大部分能量是產(chǎn)生空氣沖擊波。 1 爆炸沖擊波 爆炸產(chǎn)生的沖擊波是正壓負壓反復(fù)循環(huán)的，開始時產(chǎn)生的最大正壓即為沖擊波面上的超壓 △ P。多數(shù)情況下，沖擊波的傷害、破壞作用是由超壓引起的。超壓可以達到數(shù)個甚至數(shù)十個大氣壓。 爆炸 二、爆炸沖擊波及其傷害、破壞作用 93 傷害范圍評價法 只要沖擊波超壓達到一定值，便會對目標造成一定的傷害或破壞。超壓對人體的傷害和對建筑物的破壞作用見表 331和表 332. 爆炸 二、爆炸沖擊波及其傷害、破壞作用 超壓△ P（ MPa） 傷害作用 ~ 輕微損傷 ~ 聽覺器官或骨折 ~ 內(nèi)臟嚴重損傷或死亡 ＞ 大部分人員死亡 表 331 沖擊波超壓對人體的傷害作用 94 傷害范圍評價法 爆炸 二、爆炸沖擊波及其傷害、破壞作用 超壓△ P（ MPa） 傷害作用 ~ 門窗玻璃部分破碎 ~ 受壓面的門窗玻璃大部分破碎 ~ 窗框損壞 ~ 墻有裂縫 ~ 墻有大裂縫，屋瓦掉下 ~ 木建筑廠房房柱折斷，房架松動 ~ 磚墻倒塌 ~ 防震鋼筋混凝土破壞，小房屋倒塌 ~ 大型鋼架結(jié)構(gòu)破壞 表 332 沖擊波超壓對建筑的破壞作用 95 傷害范圍評價法 2 沖擊波的超壓 沖擊波超壓 △ P與產(chǎn)生沖擊波的能量有關(guān)，同時也與距爆炸中心的距離有關(guān)，其關(guān)系如下： 爆炸 二、爆炸沖擊波及其傷害、破壞作用 nP ??? R△ P— 沖擊波波面上的超壓 R— 距爆炸中心的距離 n— 衰減系數(shù) n在爆炸中心附近取 ~3，數(shù)個大氣壓時取 2，小于一個大氣壓時取 96 傷害范圍評價法 實驗數(shù)據(jù)表明，不同數(shù)量的炸藥發(fā)生爆炸時，如果距爆炸中心的距離 R之比與炸藥量 q三次方根之比相等，所產(chǎn)生的超壓相同，如下式： 爆炸 二、爆炸沖擊波及其傷害、破壞作用 R— 目標與爆炸中心的距離， m ； R0— 目標與基準爆炸中心的距離， m q— 爆炸時消耗的能量， TNT， kg； q0— 基準爆炸能量， TNT， kg； △ P— 目標處超壓， MPa； △ P0— 基準目標處超壓， MPa； α— 炸藥爆炸試驗的模擬比。 0PP ?????? 300 qqRR若 則 310 97 傷害范圍評價法 利用式 310，根據(jù)已知藥量試驗獲得的超壓與距離的關(guān)系，可以確定任意藥量，任意距離上的超壓。 表 333是 1000kgTNT炸藥在空氣中爆炸時產(chǎn)生的沖擊波。 爆炸 二、爆炸沖擊波及其傷害、破壞作用 表 333 1000kgTNT爆炸時的沖擊波超壓 距離 R0（ m） 5 6 7 8 9 10 11 12 超壓△ P0（ MPa ） 距離 R0（ m） 16 18 20 25 30 35 40 45 超壓△ P0（ MPa ） 距離 R0（ m 50 55 60 65 70 75 超壓△ P0（ MPa ） 5 98 傷害范圍評價法 計算壓力容器對目標的傷害、破壞作用，按以下程序： 1)根據(jù)介質(zhì)特性，計算爆破能量 E 2)將爆破能量換算成 TNT當量。 q=E/qTNT=E/4500 3)求爆炸模擬比 α，即 4)根據(jù)沖擊波對人體傷害和對建筑的破壞作用，確定超壓 5)根據(jù)超壓確定 R0， 并由 R0求 R。 爆炸 二、爆炸沖擊波及其傷害、破壞作用 3/1330 qqqq ????99 傷害范圍評價法 一空壓機壓縮空氣儲罐工作壓力 (表壓 )為 ，容積為 200m179。，求壓縮空氣儲罐爆炸致人重傷、死亡和鋼筋混凝土破壞的半徑。 解： 1)Cg= 10178。kJ/m179。，則 E=Cg V= 105 2)將爆破能量換算成 TNT當量。 q=E/4500= 3)爆炸模擬比 α，即 爆炸 三、實例分析 0 3/13 ???? qq?100 傷害范圍評價法 4) 沖擊波造成重傷的最小超壓為 ，由表 333知，距離在 4045米之間，用內(nèi)插法得： R0= 5)因為 R / R0 =α=， 所以R= =(重傷 ) 6）同理得：死亡半徑為 = 鋼筋混凝土和房屋倒塌半徑為 = 答： …… 爆炸 三、實例分析 101 102