爆破计算公式
爆破计算公式
集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
6.6 爆破参数与爆破图表
6.6.1 爆破参数
（1）单位炸药消耗量
按照新奥法爆破施工设计经验，单位耗药量K＝0.7～2.5kg/m3，对应断面面
积S＝4m2～20m2，硬质砂岩，岩石完整性 =3～6，以及“电子三所”振动的特殊
要求，拟定进尺1.5米左右。为了确保掏槽效果小导硐取K＝1.8 kg/m3，因小导
洞开挖后凌空面较大，同理次导硐和光面爆破扩至设计面单位炸药消耗量取K＝
1.1 kg/m3
。
（2）每循环爆破总药量的确定
依据Q＝K×L×S (43)
式中：Q：每循环爆破总装药量（kg）；
K：炸药单耗量（kg/m3）；
L：爆破掘进进尺（m）；
S：开挖断面面积（m2）。
小导硐：
K＝1.8kg/m3，L＝1.5m，导洞开挖面积S=7.5m2，
Q＝K×L×S＝1.8×1.5×7.5＝20.25kg
次导硐：
K＝1.1 kg/m3，L＝1.5m，导洞开挖面积S=46.7m2，
Q＝K×L×S＝1.1×1.5×46.7＝77.1kg
扩挖至设计界面：
K＝1.1 kg/m3，L＝1.5m，导洞开挖面积S=34.2m2，
Q＝K×L×S＝1.1×1.5×34.2＝56.4kg
（3）单段最大装药量计算
采用目前国内常用的经验公式：Q=R3（V/K）3/α来确定单段药量初始值。
R-爆破振动的安全距离，
V-保护对象所在地质点振动安全允许速度，
K、α-与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数因岩层处于硬质砂岩地段根据经验取K＝120，α＝2.0，以最近点居民房（危房）的振速要求为条件，考虑到电子三所的爆破振动影响，按文物要求V＝0.5cm/s，R取25米计算。
Q＝4.2kg
周边施打减震孔可以减震30％～50％，取30％，即单段最大爆破药量为4.2×1.3＝5.46kg，小导硐按此药量进行钻爆设计。
次导洞、隧道扩挖至设计断面爆破时临空面较大，减振效果较好，主要由单段最大药量控制，与总药量无关，按减振50％考虑，即单段最大爆破药量为 5.46×1.5＝8.2 kg，按此药量设计。
6.6.2 爆破图表
小导硐爆破设计、次导硐爆破设计、最后光面爆破设计见下:图27~29和表2~4。
爆炸公式汇总
一、物理爆炸能量 1、压缩气体与水蒸气容器爆破能量 当压力容器中介质为压缩气体，即以气态形式存在而发生物理爆炸时，其释放的爆破能量为： 31 10]) 1013.0(1[1?--=-k k p k pV E 式中，E 为气体的爆破能量（kJ ）， 为容器内气体的绝对压力（MPa ），V 为容器的容积（m 3）， k 为气体的绝热指数，即气体的定压比热与定容比热之比。 常用气体的绝热指数 2、介质全部为液体时的爆破能量 当介质全部为液体时，鉴于通常用液体加压时所做的功，作为常温液体压力容器爆炸时释放的能量，爆破能量计算模型如下： 2 )1(2t l V p E β-= 式中，E l 为常温液体压力容器爆炸时释放的能量（kJ ），p 为液体的绝对压力（Pa ），V 为容器的体积（m 3），βt 为液体在压力p 和温度T 下的压缩系数（Pa －1）。 3、液化气体与高温饱和水的爆破能量 液化气体和高温饱和水一般在容器内以气液两态存在，当容器破裂发生爆炸时，除了气体的急剧膨胀做功外，还有过热液体激烈的蒸发过程。在大多数情况下，这类容器内的饱和液体占有容器介质重量的绝大部分，它的爆破能量比饱和气体大得多，一般计算时考虑气体膨胀做的功。过热状态下液体在容器破裂时释放出的爆破能量可按下式计算： W T S S H H E ])()[(12121---=
式中，E 为过热状态液体的爆破能量（kJ ），H 1为爆炸前饱和液体的焓（kJ/kg ），H 2为在大气压力下饱和液体的焓（kJ/kg ），S 1为爆炸前饱和液体的熵（kJ/(kg?℃)），S 2为在大气压力下饱和液体的熵（kJ/(kg?℃)），T 1为介质在大气压力下的沸点（℃），W 为饱和液体的质量（kg ）。 爆炸冲击波及其伤害、破坏模型 2.1、超压准则 超压准则认为：爆炸波是否对目标造成伤害由爆炸波超压唯一决定，只有当爆炸波超压大于或等于某一临界值时，才会对目标造成一定的伤害。否则，爆炸波不会对目标造成伤害。研究表明，超压准则并不是对任何情况都适用。相反，它有严格的适用范围，即爆炸波正相持续时间必须满足如下条件： ωT>40 式中：ω为目标响应角频率(1/s)，T 为爆炸波持续时间(s) 2.2、冲量准则 冲量准则认为，只有当作用于目标的爆炸波冲量达到某一临界值时，才会引起目标相应等级的伤害。由于该准则同时考虑了爆炸波超压、持续时间和波形，因此比超压准则更全面。 冲量准则的适用范围为： ωT ≤40 2.3、超压—冲量淮则（房屋破坏） ()()C i i p p cr s s cr s s =-??-?.. 式中Δps 和Δps.cr ：分别为爆炸波超压和砖木房屋破坏的临界超压(Pa)，is 和is.cr ：分别为爆炸波冲量和砖木房屋破坏的临界冲量(Pa·s)，C 为常数，与房屋破坏等级有关(Pa 2·s) 2.4、冲击波超压的计算 根据爆炸理论与试验，冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关，同时也与距离爆炸中心的距离有关。冲击波的超压与爆炸中心距离的关系为： ??? ? ??=?R q f p 3 式中：ΔP 为冲击波波阵面上的超压，MPa ；R 为距爆炸中心的距离，m ；q 为爆
预裂爆破技术参数的计算与选1
预裂爆破技术参数的计算与施工 技术开发部唐自平 摘要合理的确定预裂爆破参数是确保预裂爆破达到理想效果的关键因素。本文以理论计算和工程内比为列，简要介绍了预裂爆破技术参数的计算和施工方法。 关键词预裂爆破技术参数施工 1·概述 预裂爆破是指预先在爆破开挖区主炮孔引爆前，在开挖区与保留区之间形成一条与开挖区边界一致的、具有一定宽度要求的裂缝。以此达到防震、减震，提高一次起爆药量，减少开挖区爆破地震波对保留区内地下构筑物或地上建筑物的爆震危害;预防开挖区爆破时对保留区边坡的破坏，减少爆破对边坡稳定性的破坏和清邦工作量，加快施工进度的目的。预裂爆破和光面爆破都是属于工程控制爆破。合理的确定预裂爆破参数则是取得其理想效果的关键。预裂爆破技术的关键是预裂孔的破坏控制和预裂缝隙的形成及其质量，以达到满足保留区边坡面上的半孔率、坡面不平正度和裂纹深度及阻震、减震的技术要求。 预裂爆破的发展已有三十多年的历史，在工程实践中，技术人员从理论和运用技术方面已总结出了许多经验，并在水利工程建设、岩石基础、边坡甚至洞室等石方爆破开挖、石型材开采和城市保留控制爆破拆除等方面的运用取得了可喜的成果。但在理论上还不成熟，至今还没有一套公认通用的设计计算方法。本文试图从理论上和设计方法上做进一步的探讨。以供设计和施工参考。 2·预裂爆破的基本原理 预裂爆破的基本原理是综合利用缓冲原理、等能原理、断裂力学机理和应力叠加原理，结合爆破现场实际情况，通过合理的设计其爆破孔网参数、装药参数及装药结构和起爆网路,达到其主要技术要求。 所谓缓冲原理就是优选合适的炸药和装药结构，以缓和爆轰压力对岩石孔壁的冲击作用，减少或避免粉碎区和次生裂缝的产生，使爆炸能量得到合理得分配和利用。其方法一是选用爆速低、猛度小和威力大的炸药；二是采用具有合理的不耦合系数及装药结构形式的不耦合装药。 等能原理是指选择合适的装药量，使每个炮孔产生的爆炸能与每个孔担负的预裂面积所需要的能量相等，没有多余的能量造成其他破坏性裂隙；既预裂爆破的药量恰好等于分离岩体并形成一定的断裂面积所需要的药量。 应力叠加原理：为了控制裂隙面仅沿炮孔中心连线形成，应用应力叠加理论需要沿预裂面布置一排适当加密的炮孔，并同时起爆，在炮孔连线上形成应力叠加，使叠加后的拉应力大于岩石的抗拉强度，而其他方向的爆破拉力低于岩石的强度，裂隙仅沿炮孔中心连线形成。 断裂力学机理：由于岩石是一种各向异性的多裂隙脆性材料,岩体内存在着某些自然裂纹，在高压爆生气体作用下，孔间拉应力使原有裂纹呈张开型。如果其应力强度因子大于岩石的断裂韧性，裂纹将扩展；如果应力强度因子大于大于岩石的断裂韧性，裂纹将高速扩展；如果应力强度因子小于岩石的断裂韧性，裂纹将停止扩展。 总上所述，预裂爆破的力学理论是岩体爆破成缝机理的基础，在岩体爆破成缝过程中，应力波和爆生气体共同作用的结果形成了贯通裂缝，其中，爆生气体起着决定作用。预裂爆破裂隙形成的全过程大体可分为开裂、扩展和止裂三个阶段：在成排孔预裂爆破时，爆生气体以较高的压力峰值瞬间作用于炮孔壁上并使孔壁四周产生许多径向微裂纹，其大小和方向是随机的；随后在压力作用下继续扩展；由于相邻炮孔的存在，改变了炮孔壁附近环向应力
安全阀计算公式
安全阀计算公式 安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一，也是在线压力容器定期检验中必检项目。它包括防超压和防真空两大系列，即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。 一．安全阀的选用方法 a）根据计算确定安全阀.公称直径.必须使安全阀的排放能力≥压力容器的安全泄放量b）根据压力容器的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级; c）对于开启压力大于3MPa蒸汽用的安全阀或介质温度超过320℃的气体用的安全阀,应选用带散热器(翅片)的形式; d）对于易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀,如需采用带有提升机构的,则应采用封闭式带板手安全阀; e）当安全阀有可能承受背压是变动的且变动量超过10%开启压力时,应选用带波纹管的安全阀; f）对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质,则应采用带板手安全阀 g）液化槽(罐)车,应采用内置式安全阀. h）根据介质特性选合适的安全阀材料:如含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀;乙炔不能选用含铜70%或紫铜制的安全阀. i）对于泄放量大的工况,应选用全启式;对于工作压力稳定, 泄放量小的工况,宜选用微启式;对于高压、泄放量大的工况, 宜选用非直接起动式,如脉冲式安全阀.对于容器长度超过6m的应设置两个或两个以上安全阀.
j）工作压力Pw低的固定式容器,可采用静重式（高压锅）或杠杆重锤式安全阀.移动式设备应采用弹簧式安全阀. k）对于介质较稠且易堵塞的, 宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置. l）根据安全阀公称压力大小来选择的弹簧工作压力等级. 安全阀公称压力与弹簧工作压力关系,见表1 m） 安全阀公称压力PN与弹簧工作压力关系表 表1 安全阀应动作灵敏可靠,当到达开启压力时,阀瓣应及时开启和完全上升,以顺利排放;同时应具有良好的密封性能,不仅正常工作时保持不漏,而且要求阀瓣在开启复位后及时关闭且保持密封;在排气压力下阀瓣应达到全开位置,无震荡现象,并保证排出规定的气量。 二．安全阀计算实例
压力容器爆破实验
实验五压力容器爆破实验 一、实验目的 1、初步掌握压力容器整体爆破的实验方法及装置；观察并分析实验过程中所出现的各种现象； 2、测定容器的整体屈服压力并与理论计算值进行比较； 3、对容器的爆破口及断口做出初步的宏观分析； 4、对爆破容器的性能进行评价的初步训练。 二、实验意义 整体构件爆破实验是压力容器研究、设计、制造中的一个综合性实验方法，是考核构件材料的各项机械性能，结构设计的合理性，安全储备以及其它方面性能的直观性很强的实验方法。 有以下几个方面的应用： 1、定型：新设计压力容器的选材、结构及制造工艺合理性验证。 这也包括新产品的试制，材料更新，结构型式改变以及制造工艺更动时为确保产品质量而进行的实验。 2、质量监控：对已定型的压力容器，为了监控在生产中由于生产工艺的波动等因素而引起的质量波动所进行的实验，模具的变形，热处理炉温的波动，原材料质量波动以及焊接工艺条件的波动等都能引起压力容器产品质量的波动。 3、科研及其它用途的评定性实验。 压力容器爆破实验属于破坏性实验，耗费较高。因此确定是否需要进行这类实验时要慎 重考虑。 三、实验方法及原理 压力容器的爆破实验分模拟构件爆破实验和产品抽样实验两种： 1、模拟构件的爆破实验；按照一定的模拟条件制造模拟构件，进行爆破实验，以推断实际容器的爆破性能，此法多用于研究、制造费用高的单件重要容器。此法的关键是建立准确的模拟条件。 2、产品抽样实验：从一定数量的产品中随机抽取若干只进行爆破实验。此法适用于成本相对比较低的大批量生产容器。 整个实验过程是由压力源向容器内注入压力介质直至容器爆破。压力介质可为气体或液体两种。由于气压爆破所释放的能量比液压爆破所释放的能量大得多，相对而言气压爆破比较危险，因此一般都采用液压爆破，但即使用液压爆破，仍有一定的危险性，需要安全防护措施，以保证人员及设备的安全。 在爆破实验过程中，随着容器内压力的增高，容器经历弹性变形阶段，进而出现局部屈服、整体屈服、材料硬化、容器过度变形直至爆破失效。为了表征容器爆破实验过程中各阶段的变化规律，可用压力～进水量、压力～升压时间、压力～筒体直径变化量等曲线进行描述，这些参数可借助于压力表，水位计等在实验中测得。图5-1即为钢质无缝气瓶爆破实验中
油管爆破压力计算
Do=22mm δ=3mm 20σs =245MPa σb =410MPa K= 1.38P b =126.35MPa Tensile strength of material （1）K--油管的外径与内径比： The ratio for external and internal diameter of pipe （1）D o --油管外径： （3） 油管材料 ： （2）P b --油管的爆破压力： The bursting pressure of pipe （2）δ--油管壁厚： Thickness of pipe Material of pipe 一、说明（Intruction） External diameter of pipe 二、参数输入（Parameter input） 三、计算(Calculation) 油管爆破压力计算 Pipe Bursting Pressure California （4）σs --油管材料的屈服强度： Yield strength of material （5）σb --油管材料的抗拉强度： 该计算依据圆筒形容器爆破压力计算公式“福贝尔公式”，材料的性能依据《GB/T 8163-2008 输送流体用无缝钢管》和《GB/T 14976-2002 流体输送用不锈钢无缝钢管》 This calculation on the basis of Faupel formula(burstpressure calculation for cylindrical container),and material property on the basis of 《GB/T 8163-2008Seamless steel tubes for liquid service》和《GB/T 14976-2002 Stainless steel seamless tubes for fluid transport》 K =D o D o ?2×δ P b =2 √3×σs ×(2?σs b )×lnK 第 1 页，共 1 页
储罐理论爆破压力计算
一空气储罐，材料为Q235B ，内经1000mm ，壁厚6mm ，容积1m 3. 按照GB150-98： σb =375MPa, σs =235 MPa K=1012/1000=1.012，Dm=1006mm 一、纯理论方法：由中径公式导出。 代入得：Ps=2.8MPa ，Pb ＝4.47MPa 二、1、基于理想弹-塑性材料，按厚壁圆园筒分析得出的公式 ① 用TreSea 屈服准则 式中k ＝D0/Di （圆筒外、内径之比），σs 、σb 分别为材料的屈服应力和抗拉应力。 ②用Mises 屈服准则： Ps=2σs lnK/3 Pb ＝2σb lnK/3 代入得：Ps=3.24MPa ，Pb ＝5.17MPa 2、修正公式 福贝尔和史文森根据前述基于理想弹性材料推导出的Pb 公式。考虑到材料的应变硬化或屈服比（σs/σb ）对爆破压力Pb 的影响，分别提出修正公式： ①福贝尔公式： K p b s s b ln 232 ?-?=σσσ 代入得： Pb ＝4.45MPa ②史文森公式： K n e n P b n b ln 227.025.0σ?????=?? = 式中：e —自然对数底，n —材料应变硬化指数。 此方法n 不好确定，未予采用。 3、基于薄壁分析的公式 当容器壁厚相对较薄（k<1.2）时。可接薄膜理论进行分析： ①用Tresea 屈服准则：
Ps=2Sσb /Dm Pb＝2Sσb /Dm 式中：Dm为中径（即内外壁平均直径），S为壁厚。 代入得：Ps=3.24MPa，Pb＝5.17MPa ②用Mises屈服准则 实际上圆筒形容器都不可避免地带有壁厚偏差，不园等几何偏差，其受压变形规律与理想化的均匀壁厚圆筒分析不尽相同。但仍可找出反映筒体总变形意义下的Ps和Pb。根据理论分析及实验验证，不园偏差对Ps和Pb影响不大。当筒体存在壁厚偏差时。筒体强度主要取决于筒体的最薄侧（Smin处）,因此应将有壁厚偏差筒体视为壁厚等于Smin外径不变的均匀圆筒处理。将Smin和K=D0／（D0－2Smin）分别代替上述各公式中的S和K进行计算。 三、《压力容器》杂志： 低碳钢压力容器爆破试验及爆破压力公式研究 适用于Q235-A及20R: 代入得：Pb＝6.63MPa 小结：一为纯理论公式，且未考虑硬化问题，不实际。二前后印证Ps=3.24MPa，Pb＝5.17MPa，较可信，但经验公式有一定局限性，比较适用的应该为3基于薄壁分析的公式。三为我国浙江大学化工研究所论文结论，且材料相似，较为可信。但应考虑壁厚不均和材料实际抗拉强度的影响。
爆炸公式汇总
爆炸公式汇总 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
一、物理爆炸能量 1、压缩气体与水蒸气容器爆破能量 当压力容器中介质为压缩气体，即以气态形式存在而发生物理爆炸时，其释放的爆破能量为： 式中，E为气体的爆破能量（kJ），为容器内气体的绝对压力（MPa），V为容器的容积（m3），k为气体的绝热指数，即气体的定压比热与定容比热之比。 常用气体的绝热指数 2、介质全部为液体时的爆破能量 当介质全部为液体时，鉴于通常用液体加压时所做的功，作为常温液体压力容器爆炸时释放的能量，爆破能量计算模型如下： 式中，E 为常温液体压力容器爆炸时释放的能量（kJ），p为液体的绝对压力 l （Pa），V为容器的体积（m3），β 为液体在压力p和温度T下的压缩系数（Pa－1）。 t 3、液化气体与高温饱和水的爆破能量 液化气体和高温饱和水一般在容器内以气液两态存在，当容器破裂发生爆炸时，除了气体的急剧膨胀做功外，还有过热液体激烈的蒸发过程。在大多数情况下，这类容器内的饱和液体占有容器介质重量的绝大部分，它的爆破能量比饱和气体大得多，一般计
算时考虑气体膨胀做的功。过热状态下液体在容器破裂时释放出的爆破能量可按下式计算： 式中，E为过热状态液体的爆破能量（kJ），H 1 为爆炸前饱和液体的焓（kJ/kg）， H 2为在大气压力下饱和液体的焓（kJ/kg），S 1 为爆炸前饱和液体的熵（kJ/(kg?℃)）， S 2为在大气压力下饱和液体的熵（kJ/(kg?℃)），T 1 为介质在大气压力下的沸点 （℃），W为饱和液体的质量（kg）。 爆炸冲击波及其伤害、破坏模型 2.1、超压准则 超压准则认为：爆炸波是否对目标造成伤害由爆炸波超压唯一决定，只有当爆炸波超压大于或等于某一临界值时，才会对目标造成一定的伤害。否则，爆炸波不会对目标造成伤害。研究表明，超压准则并不是对任何情况都适用。相反，它有严格的适用范围，即爆炸波正相持续时间必须满足如下条件： ωT>40 式中：ω为目标响应角频率(1/s)，T为爆炸波持续时间(s) 2.2、冲量准则 冲量准则认为，只有当作用于目标的爆炸波冲量达到某一临界值时，才会引起目标相应等级的伤害。由于该准则同时考虑了爆炸波超压、持续时间和波形，因此比超压准则更全面。 冲量准则的适用范围为： ωT≤40 2.3、超压—冲量淮则（房屋破坏）
爆破安全距离计算
爆破安全距离计算 Blasting safety distance calculation. 爆破中产生对人、设备、建筑物的主要危险有：爆破地震、空气冲击波、水中爆破冲击波、飞石、殉爆、有毒气体（炮烟）、噪音等，因此，必须做好安全措施，并保证足够的安全距离；而且，为了防止杂散电流、静电、射频电引起雷管、炸药的早爆事故，亦应做好安全工作。 1、爆破震动安全距离计算 选用GB6722-2003《爆破安全规程》确定公式：R=α/1'3)/(V KK Q ?。 R —爆破震动安全距离 Q —一次所允许起爆的最大装药量或毫秒延期起爆时的单段最大装药量 K 、α—与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数，见表1-1 K '—修正系数（在拆除爆破中引入此系数），K '=0.25～1，近爆源且临空面少时取大值，反之取小值 V —周围房屋安全允许震动速度，见表1-2 表1-1爆区不同岩性的K 、a 值 岩性 K a 坚硬岩石 50~150 1.3~1.5 中硬岩石 150~250 1.5~1.8 软岩石 250~350 1.8~2 表1-2爆破地震安全速度（V ）值 建筑（构）物 V （cm/s ） 土窑洞、土坯房、毛石房屋 1 一般砖房、非抗震的大型砖块建筑物 2~3 钢筋混凝土框架房屋 5
水工隧道 10 交通隧道 15 矿山巷道 围岩不稳定有良好支护 10 围岩中等稳定有良好支护 20 围岩稳定无支护 30 2、爆破空气冲击波安全距离计算 R K Q =，m 式中：R —爆破空气冲击波安全距离，m ； Q —装药量，kg ； K —与装药条件和爆破程度有关的系数。如表2-1。 表2-1系数（K ）值 破坏程度 安全级别 裸露药包 全埋药包 完全无损 1 50~150 10~50 偶然破坏玻璃 2 10~50 5~10 玻璃全破坏、门窗局部破坏 3 5~10 2~5 隔墙、门、窗、板棚破坏 4 2~ 5 1~2 砖石结构破坏 5 1.5~2 1.5~1 全部破坏 6 1.5 __ 注：炸药库的设置，空气冲击波对建筑物和人员安全距离，也按此式计算。 根据《爆破安全规程》规定：露天裸露爆破时，一次爆破的装药量不得大于20kg ，并应按下式确定爆破空气冲击波对在掩体内避炮作业人员的安全距离。 325R Q =，m 式中：R —空气冲击波对掩体内人员的安全距离，m Q —一次爆破的装药量，kg 。
爆炸极限的计算
爆炸与防爆 前言（1） 爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，在变化过程中，伴有物质所含能量的快速转变，即变为该物质本身、变化产物或周围介质的压缩能和运动能。其重要特征是大量能量在有限的时间里突然释放或急剧转化，这种能量能在有限的时间和有限的体积内大量积聚造成高温高压等非寻常状态，对邻近介质形成急剧的压力突跃和随后的复杂运动，显示出不寻常的移动或破坏效应。在石油、化工等行业生产过程中，从原料到成品，使用、产生的易燃易爆物质很多，一旦发生爆炸事故，常会带来非常严重的后果，造成巨大的经济损失和人员伤害，譬如泵房垮塌、油罐爆炸着火、装置报废、人员伤亡。正因如此，控制爆炸是石油、化工等行业的重中之重。要科学有效地控制气体、粉尘爆炸，就不能不对爆炸极限有一个正确的理解。 爆炸极限的定义（2） 可燃性气体或蒸气与助燃性气体的均匀混合系在标准测试条件下引起爆炸的浓度极限值，称为爆炸极限。助燃性气体可以是空气、氧气或辅助性气体。一般情况提及的爆炸极限是指可燃气体或蒸气在空气中的浓度极限，能够引起爆炸的可燃气体的最低含量称为爆炸下限Low Explosion - Level（LEL），最高浓度Upper Explosion - Level称为爆炸上限（UEL）。 影响爆炸极限的因素（3） 1 可燃气体 1.1 混合系的组分不同，爆炸极限也不同。 1.2 同一混合系，由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等都能使爆炸极限发生变化。 a.温度影响 因为化学反应与温度有很大的关系，所以，爆炸极限数据必定与混合物规定的初始温度有关。初始温度越高，引起的反应越容易传播。一般规律是，混合系原始温度升高，则爆炸极限范围增大即下限降低，上限增高。但是，目前，还没有大量的系统实验结果。因为系统温度升高，分子内能增加，使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统。初始温度对混合物爆炸极限的影响示例见表1。 b.压力影响 系统压力增高，爆炸极限范围也扩大，明显体现在爆炸上限的提高。这是由于压力升高，使分子间的距离更为接近，碰撞几率增高，使燃烧反应更容易进行，爆炸极限范围扩大，特别是爆炸上限明显提高。压力减小，则爆炸极限范围缩小，当压力降至一定值时，其上限与下限重合，此时的压力称为为混合系的临界压力，低于临界压力，系统不爆炸。以甲烷为例说明压力对爆炸极限的影响（见表2）。 c.惰性气体含量影响 混合系中惰性气体量增加，爆炸极限范围缩小，惰性气体浓度提高到某一数值时，混合系就不能爆炸。 惰性气体种类不同，对爆炸极限的影响也不同。以汽油为例，其爆炸极限范围按氮气、燃烧废气、二氧化碳、氟利昂21、氟利昂12、氟利昂11顺序依次缩小。 d.容器、管径影响
实验三爆破实验
实验三 厚壁圆筒爆破实验 一、试验目的 1.测定圆筒塑性变形开始和结束时的屈服压力值； 2.测定圆筒破坏时的爆破压力，并通过计算验证理论公式； 3.了解过程装备控制专业数据自动采集测量系统基本单元的原理。 二、试验原理 1． 屈服压力值的理论计算： （1） 屈服压力 221 3K K p s s -=σ （2） 全始屈服压力（材料为理想弹塑性） K p s so ln 32 σ= 2． 爆破压力值的理论计算： 承受内压的高压筒体，其爆破压力计算方法有如下几种： （1） Faupel 公式： K p b s s b ln )2(32 σσσ-= （2） 中径公式： 1 12=-=K K p b b σ （3） 最大主应力理论 b b K K p σ)1 1(22+-= （4） 最大线应变理论 b b K K p σ)4 .03.11(22+-=
（5） 最大剪应力理论 b b K K p σ)21(22-= （6） 最大变形能理论 b b K K p σ)31(22-= 以上式中符号意义详见现教材“过程设备设计” 教材和王志文主编的“化工容器设计”以及余国宗主编的“化工容器及设备”。 3．爆破试验原理过程： 塑性材料制造的压力容器的爆破过程如图一所 示，在弹性变形阶段（OA 线段），器壁应力较小，产 生弹性变形，内压与容积变化量成正比，随着压力的 增大，应力和变形不断增加；到A 点时容器内表面开 始屈服，与A 点对应的压力为初始屈服压力s p ；在 弹塑性变形阶段（AC 线段），随着内压的继续提高， 材料从内壁向外壁屈服，此时，一方面因塑性变形而使材料强化导致承压能力提高，另一方面因厚度不断减小而使承压能力下降，但材料强化作用大于厚度减小作用，到C 点时两种作用已接近，C 点对应的压力是容器所能承受的最大压力，称为塑性垮塌压力；在爆破阶段（CD 线段），容积突然急剧增大，使容器继续膨胀所需要的压力也相应减小，压力降落到D 点，容器爆炸，D 点所对应的压力为爆破压力b p 。 三、实验装置与工作原理 1．实验装置 本仪器中的液体介质油的吸入、压缩与排出是通过活塞腔容积的周期性变化而实现的。电机接入电源后进入正常运转，通过减速器带动偏心轮传至十字头滑块，活塞柱通过滑快与导向杆相连（导向杆在导向套内）做往复运动，当缸内处于低压状态时吸入介质油，活塞杆压缩时，泵内高压流体经过止回阀向爆破试件中输送，使爆破试件中内压不断升高。 2． 工作原理 本系统的压力增升原理图2所示，活塞杆9在缸内作往复运动， 介质油通过进口单向阀图1 压力与流量变化的关系