水下爆炸冲击波的传播特性试验研究

水下爆炸冲击波的传播特性试验研究

水下爆炸冲击波的传播特性试验研究

水下爆炸对构筑物的破坏主要表现为冲击波和气泡脉动效应。一般而言,气泡脉动通常起附加破坏作用,而冲击波起决定性作用。水下爆炸冲击波的传播规律及其动力效应是水利水电工程、航运工程和爆破工程等领域关注的一个重要问题,直接关系到水下设施的安全和容器状构筑物爆破拆除参数的合理选取,因而具有重要的工程价值和理论意义。本文以水下爆炸冲击波效应为研究契机,在有限的钢板水箱水域内开展了水冲击波试验研究。

首先,通过现场试爆及其现象分析,得出了药包布置原则;其次,利用高速摄影技术再现了水下爆炸冲击波波阵面的动态传播过程,并得出波阵面传播速度及其传播规律;根据水冲击波波阵面传播速度,得出不同距离处的峰值压力,并对水冲击波峰值压力、传播距离及药量关系进行分析,从而得出了小药量水下爆炸冲击波压力计算经验公式。最后,选取水压爆破拆除工程实例,对试验结果进行验证,说明了药包布置原则的合理性、实用性。主要得出以下结论:(1)利用高速摄影技术来观测水下爆炸冲击波的传播过程及测试其峰值压力是切实可行的;(2)试验条件一定,水下爆炸冲击波波阵面传播速度从零急剧上升到某一值,随后以波动形式迅速衰减,最终趋向于某一稳定值;(3)相同试验条件下,药量越大,水冲击波波阵面传播速度上升及衰减越快,且二次波峰值压力越大:(4)根据冲击波波阵面水动力学量之间的关系,得出水下爆炸冲击波波阵面传播速度所对应的峰值压力,并对其峰值压力、传播距离及药量进行分析,从而得出了小药量水下爆炸冲击波峰值压力计算经验公式,即当比例半径r/r0>5.649

时,Pm=105.472(Q1/3/R)1.65;(5)在水压爆破工程中,对于开口式容器状构筑物,为提高炸药能量利用率,降低其能量损耗,则要求药包的入水深度h至少要大于容器内壁到爆心的距离R,即h>R;(6)药包布置位置要尽可能使冲击波波阵面同一时刻达到容器状构筑物侧壁,使容器状构筑物受力均匀为原则;(7)为减少自由水面卸载所造成的能量损失,条件适合时可在开口式容器状构筑物中注满水并对顶部做封闭措施。

爆炸现象的最主要特征是什么

爆炸现象的最主要特征是什么 爆炸现象的最主要特征足什么?( ) A.温度升高 B.压力急剧升高 C.周围介质振动 查看答案解析 【正确答案】 B 一般来说,爆炸现象具有以下特征: (1)爆炸过程高速进行; (2)爆炸点附近压力急剧升高,多数爆炸伴有温度升高; (3)发出或大或小的响声; (4)周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏; 【注】爆炸点附近压力急剧升高是爆炸最主要的特征; 爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一状态,并在瞬间放出大量能量,同时产生声响的现象。火灾过程有时会发生爆炸,从而对火势的发展及人员安全产生重大影响,爆炸发生后往往又易引发大面积火灾。 1.爆炸的定义 由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象,称为爆炸。爆炸是由物理变化和化学变化引起的。 2.爆炸的分类 爆炸有着不同的分类,按物质产生爆炸的原因和性质不同,通常将爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三种。物理爆炸和化学爆炸最为常见。 考点:爆炸极限 1.气体和液体的爆炸极限 气体和液体的爆炸极限通常用体积百分比%表示。 2.可燃粉尘的爆炸(浓度)极限 粉尘的爆炸极限通常用单位体积中粉尘的质量(g/m2)表示。 3.爆炸混合物浓度与危险性的关系 爆炸性混合物在不同浓度时发生爆炸所产生的压力和放出的热量不同,因而具有的危险性也不同。 4.爆炸极限在消防上的应用

物质的爆炸极限是正确评价生产、储存过程的火灾危险程度的主要参数,是建筑、电气和其他防火安全技术的重要依据。 考点:爆炸危险源 1.引起爆炸的直接原因 通常,引起爆炸事故的直接原因可归纳为以下几方面:物料原因、作业行为原因、生产设备原因、生产工艺原因。 2.常见爆炸点火源 点火源是发生爆炸的必要条件之一,常见引起爆炸的点火源主要有机械火源、热火源、电火源及化学火源。 3.最小点火能量 所谓最小点火能量,是指每一种气体爆炸混合物,都有起爆的最小点火能量,低于该能量,混合物就不爆炸,目前都采用毫焦(mJ)作为最小点火能量的单位。

爆炸冲击波

19.3.3爆炸冲击波及其伤害、破坏作用 压力容器爆炸时,爆破能量在向外释放时以冲击波能量、碎片能量和容器残余变形能量3种形式表现出来。后二者所消耗的能量只占总爆破能量的3%~15%,也就是说大部分能量是产生空气冲击波。 1)爆炸冲击波 冲击波是由压缩波叠加形成的,是波阵面以突进形式在介质中传播的压缩波。容器破裂时,器内的高压气体大量冲出,使它周围的空气受到冲击波而发生扰动,使其状态(压力、密度、温度等)发生突跃变化,其传播速度大于扰动介质的声速,这种扰动在空气中的传播就成为冲击波。在离爆破中心一定距离的地方,空气压力会随时间发生迅速而悬殊的变化。开始时,压力突然升高,产生一个很大的正压力,接着又迅速衰减,在很短时间内正压降至负压。如此反复循环数次,压力渐次衰减下去。开始时产生的最大正压力即是冲击波波阵面上的超压△p。多数情况下,冲击波的伤害、破坏作用是由超压引起的。超压△p可以达到数个甚至数十个大气压。 冲击波伤害、破坏作用准则有:超压准则、冲量准则、超压一冲量准则等。为了便于操作,下面仅介绍超压准则。超压准则认为,只要冲击波超压达到一定值,便会对目标造成一定的伤害或破坏。超压波对人体的伤害和对建筑物的破坏作用见表28—9和表28一10。

2)冲击波的超压 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远近有关。冲击波的超压与爆炸中心距离的关系为: 衰减系数在空气中随着超压的大小而变化,在爆炸中心附近为2.5~3;当超压在数个大气压以内时,n=2;小于1个大气压n=1.5。 实验数据表明,不同数量的同类炸药发生爆炸时,如果R与R0 比与q与q0之比的三次方根相等,则所产生的冲击波超压相同,用公式表示如下: 利用式(28—52)就可以根据某些已知药量的试验所测得的超压来确定任意药量爆炸时在各种相应距离下的超压。 表28一11是1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压。

水下爆炸特征分析

水下爆炸特征分析 6.4.1水下爆炸试验特征分析 6.4.1.1水下爆炸试验背景 水下爆炸试验工程是指以确保完成水下爆炸试验任务为根本目的,为发展水下爆炸试验技术、具备水下爆炸试验能力而进行的科学技术研究活动。水下爆炸试验工程不能等同于实船爆炸试验任务。实船爆炸试验是水下爆炸试验工程的中心内容,也是检验水下爆炸工程的唯一标准,而水下爆炸工程既包含了实船爆炸试验,也包含了与实船爆炸试验相关的其他许多科学技术活动。水下爆炸试验工程是研究为达到不同试验目的的最佳试验方式,研究冲击响应测量的理论、技术和方法,研究兵器和舰艇在水下爆炸作用下的仿真与评估理论、技术和方法,研究涉及多单位、多学科且周期长、耗资大的试验工程理论、方法和技术。 6.4.1.2水下爆炸试验工程系统 水下爆炸试验工程是一项系统工程,它包含了许多子系统,这些子系统间既相互联系又相互制约。为了从总体上把握系统间互相联系、互相制约的要素及变化,首先应该研究该系统的结构和相互关系,充分利用和挖掘系统潜力,才能更好地完成水下爆炸试验。

6.4.1.2.1统结构及其相互关系 水下爆炸试验工程系统是一个集中控制的多层次结构,如下图所示。每个子系统又由若于更低层次的子系统组成,以此类推。一个子系统的功能是由其所属的下级子系统的功能共同实现的。这里所说“共同实现"的关系,可能是互相独立的“并联" 关系,也可能是互相依赖的“串联"关系。例如舰船冲击响应测量包括加速度测量、应变测量、速度测量等子系统,各子系统是“并联"关系,而组成每一参数测量子系统的传感器、信号调理模块和数据处理模块则为串联关系。 图4-1 海上爆炸试验工程系统功能结构 6.4.1.2.2系统功能结构关系 水下爆炸试验工程系统功能结构见图4-1。它是一个集科学、技术、工程为一体的系统。所谓系统功能结构是从技术层次上分析研究进行爆炸试验所必需的结构。从功能上说每个子系统至少完成一个确定的技术目标。由于每次爆炸试验的目的、规模、要求、试验方式各不相同,各级子系统与其所属下级子系统所需的

爆炸冲击波的破坏作用和防护措施(标准版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 爆炸冲击波的破坏作用和防护措 施(标准版)

爆炸冲击波的破坏作用和防护措施(标准版)导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 1)爆炸冲击波的破坏作用 爆炸所产生的空气冲击波的初始压力(波面压力)、可达100MPa,其峰值达到一定值时,对建(构)、筑物及各种有生力量(动物等)、构成一定程度的破坏或损伤。 2)防护措施 (1)、生产、贮存爆炸物品的工厂、仓库的厂址应建立在远离城市的独立地带,禁止设立在城市市区和其他居民聚集的地方及风景名胜区。厂库建筑与周围的水利设施、交通枢纽、桥梁、隧道、高压输电线路、通讯线路、输油管道等重要设施的安全距离,必须符合国家有关安全规定。 (2)、生产爆炸物品的工厂在总体规划和设计时,应严格按照生产性质及功能划分各分区,并使各分区与外部目标、各区之间保持必要的外部距离。 3.工厂平面布置

(1)、主厂区内应根据工艺流程、安全距离和各小区的特点,在选定的区域范围内,充分利用有利、安全的自然地形加以区划。 (2)、总仓库区应远离工厂住宅区和城市等目标,有条件时最好布置在单独的山沟或其他有利地形处。 (3)、销毁厂应选择在有利的自然地形,如山沟、丘陵、河滩等地,在满足安全距离的条件下,确定销毁场地和有关建筑的位置。 4)安全距离 为保证爆炸事故发生后冲击波对建(构)、筑物等的破坏不超过预定的破坏等级,危险品生产区、总仓库区、销毁场等区域内的建筑物之间应留有足够的安全距离,称为内部安全距离。危险品生产区、总仓库区、销毁场等与该区域外的村庄、居民建筑、工厂住宅、城镇、运输线路、输电线路等必须保持足够的安全防护距离,称为外部安全距离。 安全距离的数值查阅有关设计安全规范就可找到。 5.工艺布置 (1)、在生产工艺方面应尽量采用新技术、机械化、自动化、连续化、遥控化、做到人机隔离、远距离操作。 (2)、在生产工艺流程中,需区分开危险生产工序与非危险生产工

瓦斯爆炸特性及其防治技术现状样本

瓦斯爆炸特性及其防治技术现状 摘要瓦斯是煤矿特有可燃、可爆性气体,瓦斯爆炸从来都是煤矿重要灾害之一。近年来,瓦斯爆炸事件在煤矿频发,严重危及了国家安全生产,矿工生命安全导致了极大威胁。为防止瓦斯爆炸事故,必要较好理解瓦斯爆炸发生、发展规律。本文分析了煤矿安全现状、煤矿瓦斯爆炸特性、基本条件和重要危害方式,重点简介了瓦斯爆炸防治办法,阐明瓦斯爆炸事故防治是煤矿安全工作一项系统工程,除了在技术上不断提高外,安全制度制定也必要作为安全工作重点,只有这样才干从主线上解决瓦斯爆炸事故。 核心词瓦斯爆炸爆炸特性防治技术 1 前言 煤炭是国内最重要能源,它占国内一次能源消耗构成75%~80%。在开采煤炭资源过程中会随着着各种灾害事故发生,如瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息、火灾、透水、顶板冒落等。虽然国内在煤矿安全保证方面采用了许多办法,投入了大量人力、物力,但随着煤矿开采机械化、自动化限度、产量不段增长,煤矿事故呈现出事故数量下降,死亡人数下降,但特别重大事故一次性死亡人数略有增长趋势。其中瓦斯爆炸无疑是最严重,它不光是导致损失最大,发生频率也是最大,依照每年国家煤监局事故记录来看,煤矿发生一次死亡10人以上特大事故中,绝大多数是瓦斯爆炸,约占特大事故总数70%左右,为此,瓦斯可称为煤矿安全最大威胁者。 鉴于瓦斯爆炸事故对国内煤矿安全生产导致严重威胁,无论从煤矿安全管理或从煤矿安全监察角度看,都极有必要研究瓦斯爆炸事故机理和特性,以便对瓦斯爆炸事故防治、瓦斯爆炸事故技术勘察等工作,提供理论和技术上指引和支持。 2 瓦斯爆炸特性及其危害 2.1 瓦斯爆炸特性

井下瓦斯是指从煤与围岩中涌出有毒有害气体总称,重要有4CH 、2CO 、CO 、S H 2、42H C 、62H C 、83H C 、2SO 、2O 等气体,其中4CH 为重要成分,瓦斯爆炸即指甲烷爆炸。瓦斯爆炸是瓦斯和空气混合后,在一定条件下遇高温热源发生激烈连锁反映,并伴有高温高压现象,在瓦斯爆炸过程中,火焰从火源占据空间不断地传播到爆炸性混合气体整个空间。 瓦斯爆炸化学反映式如下: l 882.6kJ/m o O 2H CO 2O CH 2224++→+ (1) 或 l 882.6kJ/m o 7.52N O 2H CO )79/21N 2(O CH 222224+++→++ (2) 应当指出,瓦斯爆炸是一种复杂化学反映过程,以上化学式所示只是其最后成果。许多研究工作证明,瓦斯爆炸是连锁反映(热—链式反映)。当爆炸性混合气体吸取一定能量(热能)后,反映分子链断裂,离解成两个或两个以上游离基(又称自由基),游离基有进一步分解,在产出两个或两个以上游离基,这样分解下去,游离基愈来愈多,化学反映也愈来愈快,最后就可以发展为燃烧或爆炸式氧化反映。 瓦斯爆炸必要具备三个条件: ⑴瓦斯浓度处在爆炸范畴内(在常温常压下,形成5%~15%4CH 积存); ⑵氧浓度超过错爆氧浓度(在2CO 惰化下,氧浓度>12%,在2N 惰化下,氧浓度>9%); ⑶引火源能量不不大于最小点燃能量(0.28mJ ),温度高于最低点燃温度(595℃)且点燃时间长于感应期。 普通状况下,矿井内氧浓度是满足,只要瓦斯积存和火源同步具备,就也许发生瓦斯爆炸。依照近年对煤矿瓦斯爆炸事故记录分析,可以发现瓦斯爆炸有如下某些特点:①瓦斯爆炸多为特大事故,导致损失巨大;②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;③瓦斯爆炸导致破坏波及范畴大,破坏力极强;④多为火花引

水下爆炸冲击波的传播特性试验研究

水下爆炸冲击波的传播特性试验研究 水下爆炸对构筑物的破坏主要表现为冲击波和气泡脉动效应。一般而言,气泡脉动通常起附加破坏作用,而冲击波起决定性作用。水下爆炸冲击波的传播规律及其动力效应是水利水电工程、航运工程和爆破工程等领域关注的一个重要问题,直接关系到水下设施的安全和容器状构筑物爆破拆除参数的合理选取,因而具有重要的工程价值和理论意义。本文以水下爆炸冲击波效应为研究契机,在有限的钢板水箱水域内开展了水冲击波试验研究。 首先,通过现场试爆及其现象分析,得出了药包布置原则;其次,利用高速摄影技术再现了水下爆炸冲击波波阵面的动态传播过程,并得出波阵面传播速度及其传播规律;根据水冲击波波阵面传播速度,得出不同距离处的峰值压力,并对水冲击波峰值压力、传播距离及药量关系进行分析,从而得出了小药量水下爆炸冲击波压力计算经验公式。最后,选取水压爆破拆除工程实例,对试验结果进行验证,说明了药包布置原则的合理性、实用性。主要得出以下结论:(1)利用高速摄影技术来观测水下爆炸冲击波的传播过程及测试其峰值压力是切实可行的;(2)试验条件一定,水下爆炸冲击波波阵面传播速度从零急剧上升到某一值,随后以波动形式迅速衰减,最终趋向于某一稳定值;(3)相同试验条件下,药量越大,水冲击波波阵面传播速度上升及衰减越快,且二次波峰值压力越大:(4)根据冲击波波阵面水动力学量之间的关系,得出水下爆炸冲击波波阵面传播速度所对应的峰值压力,并对其峰值压力、传播距离及药量进行分析,从而得出了小药量水下爆炸冲击波峰值压力计算经验公式,即当比例半径r/r0>5.649 时,Pm=105.472(Q1/3/R)1.65;(5)在水压爆破工程中,对于开口式容器状构筑物,为提高炸药能量利用率,降低其能量损耗,则要求药包的入水深度h至少要大于容器内壁到爆心的距离R,即h>R;(6)药包布置位置要尽可能使冲击波波阵面同一时刻达到容器状构筑物侧壁,使容器状构筑物受力均匀为原则;(7)为减少自由水面卸载所造成的能量损失,条件适合时可在开口式容器状构筑物中注满水并对顶部做封闭措施。

基于ABAQUS软件的舰船水下爆炸研究

万方数据

?38?哈尔滨工程大学学报第27卷 限元动力分析软件(例如ABAQUS、LS—DYNA、MsC/DYT础N等),这使得有限元仿真成为计算舰船冲击响应的切实可行的办法.LS—DYNA和DYT砘气N在分析舰船水下爆炸过程中均采用√蛆点算法,而ABAQUS采用声固耦合方法.m正算法用状态方程描述流体和炸药,通过欧拉单元计算冲击波的传播过程;而声固耦合算法采用一种声学介质来描述流体,冲击波在声学单元中传播.国内用AI点算法研究水下爆炸的文献比较多[1qJ,文中采用声固耦合方法模拟舰船水下爆炸. 1水下爆炸特点 首先简单的介绍一下水下爆炸气泡的形成,水下爆炸一般呈现2个阶段,冲击波阶段和气泡脉动阶段[4].在冲击波阶段,冲击波波头具有突跃的特点,幅值迅速达到最大,突越后紧接着近似于按指数规律衰减,衰减持续时间不超过数毫秒;当冲击波过后,水下爆炸进入气泡脉动阶段,爆炸的气体生成物(气泡)由于惯性的作用,以逐渐衰减的速度继续膨胀,气泡内压力不断减少直到小于环境压力.当气泡半径达到最大时,此时气泡内部压力最小,气泡开始收缩.由于此时环境比气泡内部压力大得多,气泡半径迅速缩至最小,随后气泡又开始膨胀,向外流场辐射二次压力波.在气泡半径第二次达到最大时,气泡又开始收缩.同样的膨胀收缩重复好几次.在气泡脉动期间,由于浮力的作用下气泡不断往上升,当气泡到达自由表面时气泡破灭,形成水冢.在冲击波阶段,水下爆炸容易造成舰船结构局部板的严重破损;在气泡脉动阶段,水下爆炸容易使船体产生振荡,从而造成严重的总体结构破损.并且,气泡脉动的周期、最大半径与药包的爆心和装药量有一定的关系. 2爆炸载荷作用下舰船的总体响应文中以某I型水面舰船为例分析舰船在爆炸载荷(包括冲击波载荷和气泡脉动载荷)作用下舰船的响应.计算的坐标系统为:原点为中纵剖面、中横剖面和基线的交点,z轴正向指向船首方向,Y轴正向指向左舷方向,z轴正向为铅直向上,其有限元模型如图1所示. 鉴于仿真计算的实船模型节点个数达到了数十万个,要想将气泡作用的响应现象计算出来,至少在时间步上设置为1S,这样的计算量是极其巨大的,在目前的硬件条件下难以实现.于是将船体简化为一个箱形梁,内部设3层甲板,3个纵壁,3个横壁,通过调节各板厚,根据结构动力学相似原理,使得该箱形梁一阶垂向总振动频率与实船保持一致,均为1.1FIz.所建立的箱型梁有限元模型如图2所示. 图1I型舰实船有限元模型 Fig.1Meshingsketchmapofthefiniteelement modelof1warship 图2箱型梁有限兀模型 Fig.2Meshingsketchmapofthefiniteelementmodelofthesimplemodelof1warship 2.1水下爆炸威力与气泡脉动频率之间的关系众所周知,当激励力频率与结构的固有频率接近时,就会引起结构共振,此时结构的破坏最为严重.通过公式T:2.11罢芸b3(w为药包的装药量,kg;Z。为药包与自由液面的垂直距离)可以估算出炸药爆炸后形成的气泡脉动周期.为了研究不同药包在不同水深爆炸时形成气泡脉动载荷对船体总纵强度的影响,假设一系列工况,药包均设置在船体的中下方,以考核该舰中横剖面的应力变化.定义: 口=了J0,(11 J1 卢=丁.D1,(2) ∑si sm2}?(3)式中:^为气泡脉动压力的频率,^舰船一阶垂向 固有频率,s,为仅冲击波载荷作用下舰船中横剖面  万方数据

爆炸品特性(通用版)

( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 爆炸品特性(通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

爆炸品特性(通用版) (一)爆炸性强 爆炸品都具有化学不稳定性,在一定外因的作用下,能以极快的速度发生猛烈的化学反应,产生的大量气体和热量在短时间内无法逸散开去,致使周围的温度迅速升高并产生巨大的压力而引起爆炸。 例如,黑火药的爆炸反应:2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑+热量显然,黑火药的爆炸反应就具备化学爆炸的三个特点:反应速度极快,瞬间即进行完毕,产生大量气体(280L/kg),放出大量的热(3015kJ/kg),火焰温度高达2100℃以上。 煤在空气中点燃后,虽然也能放出大量的热和气体:C十02=C02↑十热量 但由于煤的燃烧速度比较慢,产生的热量和气体逐渐地扩散开去,不能在其周围产生高温和巨大压力,所以只是燃烧而不是爆炸。

(二)敏感度高 各种爆炸品的化学组成和性质决定了它具有发生爆炸的可能性,但如果没有必要的外界作用,爆炸是不会发生的。也就是说,任何一种爆炸品的爆炸都需要外界供给它一定的能量——起爆能。 不同的炸药所需的起爆能不同,某一炸药所需的最小起爆能,即为该炸药的敏感度(简称感度)。起爆能与敏感度成反比,起爆能越小,敏感度越高。 从储运的角度来讲,希望敏感度低些,但实际上如炸药的敏感度过低,则需要消耗较大的起爆能,造成使用不便,因而各使用部门对炸药的敏感度都有一定的要求。了解各种爆炸品的敏感度,在生产、储存、运输、使用中适当控制,确保安全。 爆炸品的感度主要分热感度(如:加热、火花、火焰等),机械感度(如:冲击、针刺、摩擦、撞击等),静电感度(如:静电、电火花等),起爆感度(如雷管、炸药等)等;不同的爆炸品的各种感度数据是不同的。爆炸品在储运中必须远离火种、热源及防震等要求就是根据它的热感度和机械感度来确定的。

湍流状态下甲烷爆炸特性的实验研究正式版

Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 湍流状态下甲烷爆炸特性的实验研究正式版

湍流状态下甲烷爆炸特性的实验研究 正式版 下载提示:此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中,通过合理组织生产过程,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 煤矿井下瓦斯爆炸事故是最为严重的矿井灾害之一,为了预防和控制矿井瓦斯爆炸,国内外学者对瓦斯爆炸特性进行了大量的研究,取得的研究成果多是基于宏观静止状态下的瓦斯气体爆炸。但是,煤矿井下大量瓦斯集中喷出或涌出时,释放到井巷风流中,由于浓度梯度和风流脉动作用在风流中逐渐扩散稀释,被风流携带而流动 [1]。所以,研究流动气体爆炸问题具有重要的实际应用价值。H.W.Emmons 等[2]推算过拟动态条件下爆炸的管道出口压力;陈爱平[3]研究了管道内流动气体流

动阻碍作用和流量对爆炸特性的影响;王宝兴[4]研究了通风对强瓦斯爆炸的作用。湍流是井下气体最常见的流动状态,尤其在瓦斯爆炸过程中,由于爆炸激波受巷道内障碍物及巷道尺寸变化等因素的诱导可产生强烈的湍流。为此,本文利用20L 近球形气体爆炸反应装置,测试甲烷在宏观静止和湍流两种状态下的爆炸极限、爆炸压力、爆炸压力上升速率及爆炸压力峰值时间等基本参数,分析湍流对甲烷爆炸特性的影响,可为有效防治矿井瓦斯爆炸灾害提供一定的指导。 1 实验概述 1.1 实验系统的构成 实验系统主要由20L 爆炸反应罐、配

爆炸冲击波的破坏作用和防护措施正式样本

文件编号:TP-AR-L3213 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. (示范文本) 编制:_______________ 审核:_______________ 单位:_______________ 爆炸冲击波的破坏作用 和防护措施正式样本

爆炸冲击波的破坏作用和防护措施 正式样本 使用注意:该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。 1)爆炸冲击波的破坏作用 爆炸所产生的空气冲击波的初始压力(波面压 力)、可达100 MPa,其峰值达到一定值时,对建 (构)、筑物及各种有生力量(动物等)、构成一定程度 的破坏或损伤。 2)防护措施 (1)、生产、贮存爆炸物品的工厂、仓库的厂址 应建立在远离城市的独立地带,禁止设立在城市市区 和其他居民聚集的地方及风景名胜区。厂库建筑与周 围的水利设施、交通枢纽、桥梁、隧道、高压输电线

路、通讯线路、输油管道等重要设施的安全距离,必须符合国家有关安全规定。 (2)、生产爆炸物品的工厂在总体规划和设计时,应严格按照生产性质及功能划分各分区,并使各分区与外部目标、各区之间保持必要的外部距离。 3.工厂平面布置 (1)、主厂区内应根据工艺流程、安全距离和各小区的特点,在选定的区域范围内,充分利用有利、安全的自然地形加以区划。 (2)、总仓库区应远离工厂住宅区和城市等目标,有条件时最好布置在单独的山沟或其他有利地形处。 (3)、销毁厂应选择在有利的自然地形,如山沟、丘陵、河滩等地,在满足安全距离的条件下,确定销毁场地和有关建筑的位置。

蒸气云爆炸冲击波uvce

L P G罐区定量模拟评价 模拟事故及条件 液化石油气(LPG)一旦大量泄漏,极易与周围空气混合形成爆炸性混合物,如遇到明火引起火灾爆炸,其产生的爆炸冲击波及爆炸热火球热辐射破坏、伤害作用极大。LPG 罐区发生过的事故类型主要有蒸气云爆炸(UVCE)和沸腾液体扩展蒸气云爆炸(BLEVE)。蒸气云爆炸(UVCE)是指可燃气体或蒸气与空气的云状混合物在开阔地上空遇到点火源引发的爆炸。UVCE发生后的危害主要是爆炸冲击波对周围人员、建筑物、储罐等设备的伤害、破坏。沸腾液体扩展蒸气云爆炸(BLEVE)是指液化气体储罐在外部火焰的烘烤下突然破裂,压力平衡破坏,液化石油气(LPG)急剧气化,并随即被火焰点燃而产生的爆炸。BLEVE 发生后的危害主要是火球热辐射危害,同时爆炸产生的碎片和冲击波也有一定的危害。 恒源石化炼油厂液化气储罐区共有液化气储罐9台,总储量3000 m3,最大储罐1000m3。 蒸气云爆炸(UVCE)定量模拟评价 TNT当量法是一种对UVCE定量评价的主要方法,首先按超压-冲量准则确定人员伤亡区域及财产损失区域。冲击波超压破坏准则见表1: 表1冲击波超压破坏、伤害准则 1发生蒸气云爆炸(UVCE)的LPG的TNT当量W TNT 及爆炸总能量E: LPG的TNT当量:W TNT =αW LPG Q/Q TNT (1) α为LPG蒸气云当量系数(统计平均值为0.04); W LPG 为蒸气云中LPG质量(在此模拟400 m3储罐,折合约240t);Q为LPG燃烧热,46.5MJ/kg;

Q TNT 为TNT爆炸热5.066MJ/kg; 由式(1)可求得LPG的TNT当量:W TNT =88.1t; 2爆炸冲击波正相最大超压ΔP: LPG的爆炸冲击波正相最大超压: (1) 式中,—对比距离。 △P—为冲击波的正相最大超压(kPa); R—为距UVCE中心距离(m); W—为TNT质量或TNT当量(kg)。 图1冲击波的正相最大超压-距UVCE中心距离对数曲线由表1和图1可得出以下结果(表2): 表2冲击波超压破坏、伤害距离 超压/kPa 距UVCE中 心距离m 建筑物破坏程 度 超压/kPa 距UVCE中 心距离m 人伤害程度 5.88-9.81 797-491 受压面玻璃大部分 破碎 20-30 261-201 轻微伤害 20.7-27.6 263-216 油储罐破裂30-50 201-154 中等损伤68.65-98.07 132-114 砖墙倒塌50-100 154-113 严重损伤196.1-294.2 88-77 大型钢架结构破坏>100 <113 大部分死亡 沸腾液体扩展蒸气云爆炸(BLEVE)定量模拟评价 BLEVE是在LPG储罐暴露于火源时发生的,是由储罐区发生的小型火灾引发的。BLEVE 的基本特点:容器损坏;超热液体的蒸气突然燃烧;蒸气燃烧并形成火球。 BLEVE发生后的最主要危害是产生火球强热辐射,火球当量半径R可由下式计算:R=2.9W1/3() 火球持续时间t可由下式计算: t=0.45W1/3() W:发生BLEVE的LPG质量,单位kg 模拟1000 m3储罐发生BLEVE,其火球当量半径R=244m,持续时间t=38s。 定量模拟评价总结

水下爆炸物理百科知识

For personal use only in study and research; not for commercial use 爆炸过程 水下爆炸过程大体可分为炸药爆轰、冲击波的形成和传播、气球的振荡和上浮等三个阶段: ①炸药爆轰 首先,爆源发生爆轰,并释放大量能量,形成高温高压的爆炸产物。核爆炸或电爆炸的情况略为特殊,爆炸产物的质量极小,爆炸能量以辐射加热方式使附近的水汽化而形成高温高压的水蒸气球。 ②冲击波的形成和传播 高压气球的膨胀受到周围水的阻碍,于是,在水中形成向外传播的冲击波,同时在气球中则反向传播一族稀疏波(即膨胀波,在强调压力变化时常用此称)。稀疏波造成气体的过度膨胀,从而在稀疏波的尾部形成一个向爆心运动而强度渐增的第二冲击波,它在爆心反射并向外传播追赶前面的主冲击波。于是,主冲击波(第二冲击波随后)在水中向外扩展,所到处对水突然加压,使水加速运动。在传播过程中冲击波波幅不断减弱,波形不断展宽,最后衰变为声波。实验表明,化学炸药爆炸能量中大约有一半是以冲击波形式传递出去的。 离爆源不同距离处压力随时间变化的关系称为冲击波的压力波形,通常用晶体测压探头进行测量。图1 ③气球的振荡和上浮 高压气球先是膨胀,膨胀速度远比冲击波速度慢,当气球压力降到等于水面上的大气压力时,因存在水的惯性运动,气球继续膨胀,压力继续下降,至某一时刻,气球停止膨胀。气球在水的反压作用下开始收缩,压力重新上升,气球向水中发出幅度不大而持续时间较长的压力波,称为二次压力脉冲,它对附近的薄壳结构也具有较大的破坏作用。以后,气球不断胀缩振荡,气-水系统的能量不断消耗于湍流摩擦。在振荡运动的同时,气球在水的浮力作用下,伴随发生上浮运动,最后逸出水面。图2[气球半径、气球中心位置和顶部位置随无量 冲击波传播规律 和大多数爆炸现象(包括空中爆炸、岩土爆破)一样,品种和装药密度相同的炸药包在水下爆炸时产生的冲击波效应遵循几何相似的规律,无论从实验或从量纲分析的方法都可证明这一点。据此,可以显著缩小实验的规模,在实验室内模拟冲击波的产生、衰变和对结构的作用,以代替大湖、大海中的现场实验。只要选定某一特征尺寸(如药包的直径或某一特定长度),则在小型实验和现场实验之间就存在下述对应关系:只要保证药包 的几何形状相似,在几何相似的相应位置上冲击波的峰压[kg2]相等,而时间常数[kg2]和 特征尺寸成正比。实测结果可整理为下列无量纲形式: [442-01]式中为药量(千克);为离爆心距离(米); 、为有量纲常数;、[kg2]为无量纲常数[kg2]附表[几种球形药包的常数 对于不同的炸药或不同的装药密度,上述经验公式的常数、、 、[kg2]取不同的数值。 1963年,..赫里斯托福罗夫总结大量炸药的实验结果,发现可以得到适用范围更广的某种能量相似律。引入表征相对爆炸能量的无量纲量: [442-02]式中为单位质量炸药的爆热;[kg2]分别为药包的质 量和半径;、[kg2]分别为水的初始密度和声速。这样,可以把无量纲的冲击波峰压 [442-03]和冲量[442-04]等实验数据表示为单一无量纲量

水下爆破知识总结

水下爆破 一、专有名词基本概念 (1)爆炸:广义地讲,爆炸是指一物质系统在发生迅速的物理和化学变化时,系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械功,同时伴随有剧烈的放热、发光和声响等效应。广义的爆炸过程包括爆轰和爆燃。爆炸是一种常见的现象,分析各种爆炸现象,大致可以将其归纳为三大类。 ①物理爆炸:仅仅是物质形态发生变化,而化学成份和性质没有改变的爆 炸现象,称为物理爆炸。最常见有自行车轮胎爆炸、锅炉爆炸等现象。 ②化学爆炸:由物质化学结构发生急剧变化而引起的爆炸现象,称为化学 爆炸。炸药的爆炸就是属于化学爆炸现象。在工程爆破中,广泛应用的 是化学爆炸,而且主要是利用其破坏作用。 ③核子爆炸:由于核裂变,或核聚变反应放出巨大的能量,使裂变或聚变 产物形成高温高压的蒸汽而迅速膨胀作功,造成巨大的破坏作用。这种 由核裂变或核聚变释放出巨大的能量所引起的爆炸现象,称为核爆炸。 (2)爆轰:物质的势能或内能在极短的时间内转变成冲击波能、热辐射能、光能和声能,并在爆炸中心形成高温、高压、高能量密度气体产物区,且气体产物迅速膨胀,能对周围介质和物体产生剧烈的破坏作用的现象。 (3)爆破:利用炸药爆炸时所产生的冲击波及气体膨胀力来破坏物体,以破坏的形式达到新的建设目的一种方式。 (4)炸药:一种能把它所集中的能量在外部激发能作用下能瞬间释放出来的物质。炸药的能量,主要是由其中所含的碳、氢等可燃物与助燃物质氧相化合而产生的。为了产生集中能,炸药的状态必须是液体或固体。 (5)火药:也称低级炸药,只发生燃烧,而不发生爆轰(可以简单称为爆炸)。 (6)猛炸药:也称高级炸药,这类炸药具有相当大的稳定性。也就是说,它们比较钝感,需要有较大的能量才能引起爆炸。常用的有梯恩梯、黑索金、太安及其它军用混合炸药。乳化炸药属于民用猛炸药。 (7)冲击波:是指在介质中以比音速还要快的速度传播的波。冲击波在气体、液体、固体中都存在。冲击波通常是纵波(疏密波)。炸药爆炸时产生冲击波。

水下爆炸冲击波的数值模拟研究

!第"#卷!第"期爆炸与冲击$%&’"#,(%’"! !"))#年*月+,-./01/(2(304/5672$+089:;<,"))#! 文章编号:=))=>=#??("))#))">)=@">)A 水下爆炸冲击波的数值模拟研究! 张振华,朱!锡,白雪飞 (海军工程大学船舶与海洋工程系,湖北武汉#*))**) !!摘要:应用商业有限元程序805’3BCD2(数值模拟了球形药包在无限水域中爆炸产生的冲击波。通过 和经验公式计算结果的比较,证明采用合理的计算参数和有限元模型能够较好地模拟水下爆炸冲击波的传 播过程。通过调整水的状态方程参数,达到了提升冲击波峰值应力的效果,从而有效地降低了单元数量和计 算时间。 !!关键词:爆炸力学;水下爆炸;数值模拟;冲击波;805’3BCD2( !!中图分类号:/*@"’=;EFA#’A)*!!!国标学科代码:=*)?*?")!!!文献标志码:2 !"引"言 !!对水下爆炸冲击波的研究一直是舰船抗爆防护的重点,然而由于其复杂性,该领域一直主要以实验研究为主[=G#]。近年来随着计算机技术和计算理论的快速发展,使得人们可以通过数值模拟的方法对水下爆炸的各种现象进行预报。世界上相继开发了一些大型商业有限元程序(如(20CD2(、231(2、3B(2*3、2062、3BCD2(等),其中不少程序,尤其是805’3BCD2(取得了较为广泛的应用。该软件具有流体>结构相互作用的不同的描述方式,流体可以用+H&I:J9K单元描述,固体则采用.9L:9KLI单元模拟。美国、日本和意大利都曾考核了计算软件模拟水下爆炸的可行性,认为805’3BCD2(是一种合适的计算分析软件[?]。可见805’3BCD2(代表了当今世界上比较先进的爆炸力学计算程序,同时可以利用商业有限元程序强大的前后处理功能,有可能真实地再现水下爆炸冲击波产生和传播的过程。!!水中爆炸冲击波的数值模拟是进一步研究结构在水下爆炸载荷作用下动态响应的基础。在本文中,探讨了采用805’3BCD2(进行水中爆炸冲击波数值模拟的相关问题,计算结果表明,采用合适的计算参数和有限元模型,能够较好地模拟水中爆炸冲击波的各状态参量。同时研究了网格密度和药包大小对计算结果的影响。最后通过调整计算参数提升冲击波峰值压力,大大减少了水单元数量和计算所需时间,同时分析了这种方法的利弊。 #"水下爆炸冲击波的数值模拟 #$!"欧拉求解器简介 !!805’3BCD2(中包含拉格朗日求解器和欧拉求解器,其中欧拉求解器主要用于流体流动问题的分析以及固体材料发生很大变形的情况。当采用欧拉方法时,节点固定在空间中,由相关节点连接而成的单元仅仅是空间的划分,分析对象的材料在网格中流动,材料的质量、动量和能量从一个单元流向另一个单元。因而对于水中爆炸现象,采用欧拉方法求解要合适一些。805’3BCD2(中的欧拉求解器在空间上的离散采用控制容积法,在时间域上的离散采用显式积分法。采用显式积分法的优点是不需要作矩阵分解,稳定性与积分的时间步长无关。但是对于显式积分法,要保持计算的稳定,积分步长必须小于网格的最小固有周期,即时间步长必须小于应力波跨越网格中最小元素的时间。3BCD2(程 !收稿日期:"))*>)?>"F;修回日期:"))*>==>"@ !!!作者简介:张振华(=MAF—!),男,博士研究生,讲师。 万方数据

蒸气云爆炸冲击波uvce

LPG罐区定量模拟评价 模拟事故及条件 液化石油气(LPG)一旦大量泄漏,极易与周围空气混合形成爆炸性混合物,如遇到明火引起火灾爆炸,其产生的爆炸冲击波及爆炸热火球热辐射破坏、伤害作用极大。LPG 罐区发生过的事故类型主要有蒸气云爆炸(UVCE)和沸腾液体扩展蒸气云爆炸(BLEVE)。蒸气云爆炸(UVCE)是指可燃气体或蒸气与空气的云状混合物在开阔地上空遇到点火源引发的爆炸。UVCE发生后的危害主要是爆炸冲击波对周围人员、建筑物、储罐等设备的伤害、破坏。沸腾液体扩展蒸气云爆炸(BLEVE)是指液化气体储罐在外部火焰的烘烤下突然破裂,压力平衡破坏,液化石油气(LPG)急剧气化,并随即被火焰点燃而产生的爆炸。BLEVE发生后的危害主要是火球热辐射危害,同时爆炸产生的碎片和冲击波也有一定的危害。 恒源石化炼油厂液化气储罐区共有液化气储罐9台,总储量3000 m3,最大储罐1000m3。 蒸气云爆炸(UVCE)定量模拟评价 TNT当量法是一种对UVCE定量评价的主要方法,首先按超压-冲量准则确定人员伤亡区域及财产损失区域。冲击波超压破坏准则见表1: 表1 冲击波超压破坏、伤害准则 1 发生蒸气云爆炸(UVCE)的LPG的TNT当量W TNT及爆炸总能量E:

LPG的TNT当量:W TNT=αW LPG Q/Q TNT (1) α为LPG蒸气云当量系数(统计平均值为0.04); W LPG为蒸气云中LPG质量(在此模拟400 m3储罐,折合约240t);Q为LPG燃烧热,46.5MJ/kg; Q TNT为TNT爆炸热5.066 MJ/kg; 由式(1)可求得LPG的TNT当量:W TNT=88.1t; 2爆炸冲击波正相最大超压ΔP: LPG的爆炸冲击波正相最大超压: (1) 式中,—对比距离。 △P—为冲击波的正相最大超压(kPa); R—为距UVCE中心距离(m); W—为TNT质量或TNT当量(kg)。

水下爆炸冲击问题的物质点法研究

水下爆炸冲击问题的物质点法研究 开展水下爆炸以及结构在水下爆炸载荷作用下的动力响应研究在军事国防 和民用建设领域均具有重要意义。水下爆炸及其结构的冲击响应研究是十分复杂的问题,它涉及爆轰物理学、冲击动力学、流固耦合、弹塑性动力学等诸多学科,对其进行理论分析和实验研究是一个巨大的挑战。近年来,随着计算机技术的不断提高以及各种数值方法的迅速发展,数值模拟已经成为水下爆炸问题研究领域中的重要研究手段。流场或结构的极大变形、运动物质交界面、多相介质耦合作用以及自由表面等特性存在于水下爆炸整个过程中,这使得采用传统基于网格的数值方法对水下爆炸问题进行研究成为一项非常困难的工作。 物质点法(Material Point Method, MPM)是一种新型的无网格粒子算法,它结合了基于物质描述的拉格朗日方法和基于空间描述的欧拉方法二者的优点,在处理大变形时不存在基于网格的数值方法出现的网格畸变问题,而且物质点法能方便的跟踪材料的变形历史以及实现对物质界面的精确描述,这些优点使物质点法在冲击动力学诸多领域中得到了广泛应用。本文在前人研究的基础上,进一步发展了物质点算法,并将物质点法扩展到水下爆炸冲击研究领域中。推导了物质点法控制方程的空间以及时间离散格式,给出了物质点法显式积分算法,编写了基于物质点法基本理论的计算程序。建立了高能炸药爆轰计算模型,采用物质点法数值模拟了高能炸药爆轰过程,计算得到的爆轰波主要表征参数与解析解和实验数据吻合较好,为下一步水下爆炸冲击问题研究奠定了基础。 针对水下爆炸冲击波在自由场中传播具有球面对称性质这一特点,本文提出了球对称形式的物质点法,为了验证所提方法的准确性,对球形炸药水下爆炸问题进行了数值计算,计算结果与实验数据以及经验公式计算结果吻合较好。在此基础上提出了基于物质点法的重映射算法,采用此方法可有效提高三维水下爆炸问题的求解效率。建立了二维水下爆炸计算模型,数值模拟了二维水下爆炸问题,数值计算结果与光滑粒子流体动力学方法(Smoothed ParticleHydronamics, SPH)计算结果以及经验公式计算结果进行了比较,结果吻合较好,物质点法与SPH 算法计算精度相当,但在物质交界面的处理上物质点法具有明显的优势。对近自由面水下爆炸一系列物理现象进行了数值模拟。 给出了物质点法多介质耦合求解过程,研究了自由表面对冲击波的切断现象,

爆炸品特性

编号:SM-ZD-96428 爆炸品特性 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制:____________________ 审核:____________________ 时间:____________________ 本文档下载后可任意修改

爆炸品特性 简介:该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项,保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态,从而使整体计划目标统一,行动协调,过程有条不紊。文档可直接下载或修改,使用时请详细阅读内容。 (一)爆炸性强 爆炸品都具有化学不稳定性,在一定外因的作用下,能以极快的速度发生猛烈的化学反应,产生的大量气体和热量在短时间内无法逸散开去,致使周围的温度迅速升高并产生巨大的压力而引起爆炸。 例如,黑火药的爆炸反应:2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑+热量 显然,黑火药的爆炸反应就具备化学爆炸的三个特点:反应速度极快,瞬间即进行完毕,产生大量气体(280L/kg),放出大量的热(3015kJ/kg),火焰温度高达2100℃以上。 煤在空气中点燃后,虽然也能放出大量的热和气体:C

十02=C02↑十热量 但由于煤的燃烧速度比较慢,产生的热量和气体逐渐地扩散开去,不能在其周围产生高温和巨大压力,所以只是燃烧而不是爆炸。 (二)敏感度高 各种爆炸品的化学组成和性质决定了它具有发生爆炸的可能性,但如果没有必要的外界作用,爆炸是不会发生的。也就是说,任何一种爆炸品的爆炸都需要外界供给它一定的能量——起爆能。 不同的炸药所需的起爆能不同,某一炸药所需的最小起爆能,即为该炸药的敏感度(简称感度)。起爆能与敏感度成反比,起爆能越小,敏感度越高。 从储运的角度来讲,希望敏感度低些,但实际上如炸药

爆炸冲击波的破坏作用和防护措施

编号:SM-ZD-12847 爆炸冲击波的破坏作用和 防护措施 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制:____________________ 审核:____________________ 批准:____________________ 本文档下载后可任意修改

爆炸冲击波的破坏作用和防护措施 简介:该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划,达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针,明确执行目标,工作内容,执行方式,执行进度,从而使整体计划目标统一,行动协调,过程有条不紊。文档可直接下载或修改,使用时请详细阅读内容。 1)爆炸冲击波的破坏作用 爆炸所产生的空气冲击波的初始压力(波面压力)、可达100 MPa,其峰值达到一定值时,对建(构)、筑物及各种有生力量(动物等)、构成一定程度的破坏或损伤。 2)防护措施 (1)、生产、贮存爆炸物品的工厂、仓库的厂址应建立在远离城市的独立地带,禁止设立在城市市区和其他居民聚集的地方及风景名胜区。厂库建筑与周围的水利设施、交通枢纽、桥梁、隧道、高压输电线路、通讯线路、输油管道等重要设施的安全距离,必须符合国家有关安全规定。 (2)、生产爆炸物品的工厂在总体规划和设计时,应严格按照生产性质及功能划分各分区,并使各分区与外部目标、各区之间保持必要的外部距离。 3.工厂平面布置

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