實(shí)用定量安全評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用-資料下載頁(yè)
2025-01-09 21:10本頁(yè)面
【正文】 83 傷害范圍評(píng)價(jià)法 Eg— 氣體的爆破能量， KJ P— 容器內(nèi)氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)， 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(jiàn)的 k值見(jiàn)表 327 爆炸 一、物理爆炸的能量 3110])(1[1 ?????kkg PkPVE31 84 傷害范圍評(píng)價(jià)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(guò)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(píng)價(jià)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(jiàn)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(píng)價(jià)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(jiàn)表 328 87 傷害范圍評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(jiàn)表 329 89 傷害范圍評(píng)價(jià)法 2 介質(zhì)全部為液體時(shí)的爆破能量 常溫液體壓力容器爆炸時(shí)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(shí)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(píng)價(jià)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(guò)熱狀態(tài)下液體在容器爆破時(shí)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(diǎn)， ℃ 。 W — 飽和液體的質(zhì)量， kg t?91 傷害范圍評(píng)價(jià)法 ?飽和水容器的爆破能量按下式計(jì)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(jiàn)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(píng)價(jià)法 壓力容器破裂時(shí)，爆破能量在向外釋放時(shí)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(lái)。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(shuō)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(fù)壓反復(fù)循環(huán)的，開(kāi)始時(shí)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(dá)到數(shù)個(gè)甚至數(shù)十個(gè)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(píng)價(jià)法 只要沖擊波超壓達(dá)到一定值，便會(huì)對(duì)目標(biāo)造成一定的傷害或破壞。超壓對(duì)人體的傷害和對(duì)建筑物的破壞作用見(jiàn)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(tīng)覺(jué)器官或骨折 ~ 內(nèi)臟嚴(yán)重?fù)p傷或死亡 ＞ 大部分人員死亡 表 331 沖擊波超壓對(duì)人體的傷害作用 94 傷害范圍評(píng)價(jià)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(mén)窗玻璃部分破碎 ~ 受壓面的門(mén)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(dòng) ~ 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(duì)建筑的破壞作用 95 傷害范圍評(píng)價(jià)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(shí)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(gè)大氣壓時(shí)取 2，小于一個(gè)大氣壓時(shí)取 96 傷害范圍評(píng)價(jià)法 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，不同數(shù)量的炸藥發(fā)生爆炸時(shí)，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(biāo)與爆炸中心的距離， m ； R0— 目標(biāo)與基準(zhǔn)爆炸中心的距離， m q— 爆炸時(shí)消耗的能量， TNT， kg； q0— 基準(zhǔn)爆炸能量， TNT， kg； △ P— 目標(biāo)處超壓， MPa； △ P0— 基準(zhǔn)目標(biāo)處超壓， MPa； α— 炸藥爆炸試驗(yàn)的模擬比。 0PP ?????? 300 qqRR若 則 310 97 傷害范圍評(píng)價(jià)法 利用式 310，根據(jù)已知藥量試驗(yàn)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(shí)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(shí)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(píng)價(jià)法 計(jì)算壓力容器對(duì)目標(biāo)的傷害、破壞作用，按以下程序： 1)根據(jù)介質(zhì)特性，計(jì)算爆破能量 E 2)將爆破能量換算成 TNT當(dāng)量。 q=E/qTNT=E/4500 3)求爆炸模擬比 α，即 4)根據(jù)沖擊波對(duì)人體傷害和對(duì)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(píng)價(jià)法 一空壓機(jī)壓縮空氣儲(chǔ)罐工作壓力 (表壓 )為 ，容積為 200m179。，求壓縮空氣儲(chǔ)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(dāng)量。 q=E/4500= 3)爆炸模擬比 α，即 爆炸 三、實(shí)例分析 0 3/13 ???? qq?100 傷害范圍評(píng)價(jià)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?yàn)?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(shí)例分析 101 102
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