爆炸后果分析(DOC)
海盐爆炸火灾事故分析报告

海盐爆炸火灾事故分析报告引言在工业生产过程中,火灾事故时有发生。
海盐爆炸火灾事故是一起造成重大损失的灾难,本报告通过对事故原因、地点、人员伤亡情况、救援情况以及事故后果等方面进行详细分析,旨在深入探讨海盐爆炸火灾事故的原因及应对措施,为未来类似事故的防范提供经验教训。
一、事故概述2015年某月某日,位于中国某地的一家海盐生产企业发生了一起爆炸火灾事故。
据初步调查,事故导致一名工人死亡,多人受伤,大量生产设施、原材料和成品遭到损坏。
事故发生后,当地政府和相关部门迅速开展应急救援和事故调查工作。
二、事故地点该海盐生产企业位于某地钠化工园区,该地区属于工业区,周边主要为工厂和仓库。
由于企业位于工业区,事故对周边环境造成了一定的影响。
三、事故原因在初步调查中,事故原因复杂多样,主要包括以下几个方面:1.生产设备故障:事故发生时,部分生产设备出现了故障,导致原材料的加工过程中积聚了大量的压力,进而引发了爆炸。
2.安全管理不到位:企业在日常生产中,对安全管理不够重视,员工的安全意识薄弱,存在着生产操作不规范、安全设备不完善等问题。
3.应急预案不健全:事故发生后,企业的应急预案不健全,救援行动迅速,但缺乏统一指挥,救援难度较大。
四、人员伤亡情况据初步统计,本次事故导致一名工人死亡,数人受伤,其中一部分人伤势较重需要进行进一步的治疗。
受伤人员主要是生产工人和相关部门人员。
五、救援情况事故发生后,当地政府迅速启动了应急救援,第一时间赶赴事故现场展开救援行动。
在救援过程中,救援人员采取了多种方式,包括灭火、疏散周边群众、医疗救助等措施,最终成功控制了火势。
六、事故后果海盐爆炸火灾事故带来了严重的财产损失,企业的生产设备、原材料、成品以及办公设施遭到了不同程度的损坏。
此外,事故对周边环境造成了一定程度的影响,影响了周边居民的正常生活。
事故后果影响了企业的正常生产,对企业经济造成了一定的压力。
七、事故分析1.事故原因分析事故的发生主要原因是企业在生产过程中存在严重的安全管理问题。
航空煤油储罐火灾爆炸后果分析

航空煤油是石油产品之一。英文名称Jet fuel No.3,别名航空煤油。主要由不同馏分的烃类化合物组成。航空煤油主要用作航空涡轮发动机的燃料,主要危险特性如下表(表1.2)所示:
表1.2 航空煤油理化性质
外观与性状
清澈透明,无不溶解水及悬浮物
密度(蒸汽密度)
0.81 kg/L(1g/cm3)
3.
a)火焰高度的计算
火焰高度按下式计算:
……(3.6)
式中:
L——火焰长度,单位为m;
dj——喷管直径,单位为m;
CT——燃料-空气计算化学反应中燃料的摩尔系数;
Tf——燃烧火焰的绝热温度,单位为K;
Tj——喷射流体的绝热温度,单位为K;
αT——燃料-空气计量化学反应中产生每摩尔燃烧产物所需反应物的摩尔数;
火焰高度L=85.51*42*{0.028/(1.29* )}0.61
=46.473m
3.5.3
假定能量由圆柱形火焰侧面和顶部向周围均匀辐射,用下式计算火焰表面的热通量:
……(3.18)
式中:
q0——火焰表面的热通量,单位为kW/m2;
ΔHC——燃烧热,单位为kJ/kg;
——热辐射系数,可取0.15;
……(3.26)
……(3.27)
……(3.28)
式中:
S——目标到火焰垂直轴的距离与火焰半径之比;
h——火焰高度与直径之比;
A、B、J、K、VH、VV——描述方便而引入的中间变量。
从上面的公式可以看出, 视角系数V的计算过程是相当复杂的, 很难从中观察距离、火焰尺寸是如何影响火焰系数的。但是, 可以从一些实例数据中发现一些规律, 视角系数的值总是<1的, 且随着s的增大而急剧减小, 随着h的增大而缓慢增大。
烟花爆竹爆炸事故分析

针对烟花爆竹爆炸事故频频发生、财产损失和死伤人数逐年增多的现象,党和政府一再强调对爆炸事故要迅速依法从严查处,我国《刑法》、《治安管理处罚条例》以及《民用爆炸物品管理条例》等法律法规对肇事者、直接责任人员和直接负责的主管人员的法律责任都有明确规定。但是,司法实践中肇事者和责任人很少受到应有的法律制裁和党纪政纪处分,这其中直接责任人和直接负责的主管人员没有受到应有制裁的现象尤其令人不满意。江西萍乡上栗“3.11”事件发生后,尽管有28名党政干部受到党纪政纪处分,但对于主管部门领导的失职责任,有关部门或记过了事,或撤消行政职务但保留党内职务,有的甚至调任升迁,没有追究其法律责任更谈不上刑事责任了。有人说,如果不是新闻媒体曝光,如果不是中央和省市各级领导特别关注此事,“3.11”事故充其量是业主自己“私”了。这种说法并不过份。如笔者在鄂西某山区了解到,几年前一鞭炮厂发生爆炸事故,死伤数人,后来业主花钱把事情“摆平”了。当地政府和公安机关的一些人员谈到此事时,还为业主感到骄傲,认为其了不起,没有给党和政府找麻烦。
2000年5月笔者随湖北省公安厅检查组到湖北省各地了解到,该省不少地方如利川市忠路镇,枝江市姚家岗、松滋县斯家场,汉川县分水镇等都是传统的烟花爆竹生产地,历史悠久,烟花爆竹非法个体作坊比较集中。由于地少人多,资源溃乏,这些地方的人们便把烟花爆竹的生产经营作为自己的“第一产业”,于是就出现了“男女老少齐上阵,隔壁左右来帮忙”,大搞烟花爆竹生产的“繁荣景象”。如利川市忠路镇常住人口5100余人,有40 %的居民从事鞭炮生产,家庭作坊140余家,参加非法生产经营的人员在旺季达8000余人,日生产鞭炮400万响。据不完全统计,近五年来忠路镇共发生烟花爆竹爆炸事故27起,死亡19人,伤87人,直接经济损失51万余元。另据调查,忠路镇散失在生产户中的黑火药、氯酸钾、铝粉、烟火剂、引线等易燃易爆物品约20余t,加上大量保管在各生产户中的成品鞭炮约100万响,相当于10 t铵梯炸药。也就是说,忠路镇实际上是一座时刻都可能爆炸的“火药库”,一旦发生爆炸,后果不堪设想。忠路镇的这种现象在全国并非绝无仅有,它只是一个小小的缩影。据统计,今年头三个月各地的54起事故中,有35起发生在非法个体作坊点,占总数的64.8 %。近三年湖北省境内发生的27起烟花爆竹爆炸事故中有18起发生在非法个体作坊,占事故总数的67%。这表明,坚决取缔非法生产经营烟花爆竹的个体作坊是当前工作的重中之重。
二氯乙烷生产火灾爆炸事故后果分析

二氯乙烷生产火灾爆炸事故后果分析0引言在化工生产中,火灾、爆炸和中毒事故不但影响生产的正常运行,而且对人员有较大的身体危害,导致人员的伤亡。
本文运用地火灾、蒸气云爆炸和中毒的三种数学模型,对年产20万t二氯乙烷(EDC)装置来进行分析,分析各种事故对人员可能造成的危害,借以帮助企业在生产中采取相应的措施。
事故后果分析是危险源危险性分析的一个主要组成部分,其目的在于定量描述一个可能发生的重大事故对工厂、对厂内人员、厂外居民甚至对环境造成危害的严重程度。
1火灾易燃液体EDC泄漏后流到地面形成液池,遇到火源燃烧而成池火。
发生池火灾时,主要危害是热辐射。
EDC生产装置主要的泄漏点为EDC反应器和EDC储罐,这2个部位的火灾事故后果,其分析计算如下:1.1池火灾池直径的计算当危险单元为EDC反应器时,则根据泄漏的液体量和地面性质,按下式计算最大可能的池面积:S=W/(Hminρ)式中:P--EDC的密度,kg/m3;Hmin--最小油层厚度,m,取值0.010;W--泄漏的液体量,kg。
池直径:D=(4S/π)1/2当危险单元为EDC储罐时,液体泄漏量可用流体力学方程计算,其泄漏速度为:Q o=CdAρ[2(p-po)/P+2gh]1/2式中:Qo--液体泄漏速度,kg/S;Cd--液体泄漏系数,根据裂口形状和泄漏液体的雷诺数选取;A--裂口面积,m2;ρ--EDC的液体密度,kg/m3;P--储罐内介质压力,Pa;Po--环境压力,Pag--重力加速度,9.8m/s2;h--裂口之上液位高度,m。
1.2燃烧速度EDC可燃液体表面上单位面积的燃烧速度为:dm/dt=0.001Hc/[Cp(Tb-To)+H]式中:dm/dt--单位表面积燃烧速度,kg/m2。
S;Hc--液体燃烧热,J/kg;Cp液体的定压比热,J/kg.k;Tb--液体的沸点,K;To--环境温度,K;H--液体的气化热,J/kg。
1.3火焰高度设液池为一半径为r的圆池,其火焰高度可按下式计算:h=84r{(dm/dt)/[Po(2gr)1/2]}SUP0.6sub式中:h——火焰高度,m;r——液池半径,m;Po——周围空气密度,kg/m3;g——重力加速度,9.8m/s2dm/dt——单位表面积燃烧速度,kg/m2。
《青岛中石化管道爆炸事故分析及后感》

《青岛中石化管道爆炸事故分析及后感》事故回顾及原因分析。
22日凌晨3时,位于青岛经济技术开发区秦皇岛路与斋堂岛街交会处的中石化管道公司输油管线破裂,原油泄漏。
上午10时30分左右,管道公司和黄岛油库在清理油污过程中,开发区海河路和斋堂岛街交会处发生爆燃,初步查明是管线漏油进入市政管网导致爆燃,另外输油管线明显存在易燃易爆的危险,却紧挨居民小区,距此地约1公里外的雨水管道末端入海口处发生原油燃烧。
此次是够造成的人员伤亡就不多说相信大家也一直在关注这些,任何事故都是以偶然的形式来表现的,但是任何一次偶然都存在一定的必然。
媒体可能是去指责,去谩骂,去吸引读者眼球的注意,这样才能引起老百姓的共鸣。
可是从略微了解这个行业的人来讲,这些义愤填膺的指责根本解决不了办法,真正的是要弄明白事故发生的真正原因。
我感觉事故发生往往与三个字有关,就是“变”和“不变”。
什么叫变。
什么又叫不变呢。
经常听说世界是知识经济的时代,是知识经济爆炸的时代,这说明这个世界是变的。
变是什么特点。
那就是它充满了一定未知,要超出我们目前知识的理解范围。
可为什么要变呢。
一是自然本身的变化,另外就是人类自身寻找进步的结果。
气候在变化,资源在变化,这些是自然的变化。
比如大连石化储运公司的进口南美石油,就是因为优质石油资源减少造成的。
另外人类为了更好的生活而研发的新技术,进行重大的社会活动,也引起世界的变化。
那什么叫不变呢。
那就是自己脑海中的认识仍停留在某一个水平上。
变与不变能造成什么后果呢。
前几个月去内蒙玩,那里好多地方伫立成吉思汗的雕像。
成吉思汗是一个不识字的人,当时他生活的那个年代,草原人力物力相当匮乏,几乎所有的蒙古人都不识字,人口不过几十万人。
可就是这么个弱小的民族,却在成吉思汗的带领下打败了横跨亚欧的文化、经济都发达的国花剌子模,灭掉了军事和技术都先进的金朝,靠的就是成吉思汗能识“变”。
金朝虽然军事技术都占优势,但作为其指挥中枢的皇帝却是一个养尊处优,自以为是的人,造成了金朝整个国家体制的呆滞。
厂房爆炸后果分析

厂房爆炸后果分析爆炸事故特点1、造成重大人员伤亡和财产损毁由于化工企业生产、加工、储存的化工原料、化工产品本身具有高度的易燃易爆性、易腐蚀性、和有毒性,一旦发生火灾或泄漏事故,常伴随爆炸、复燃复爆,立体、大面积、多火点等形式的燃烧。
不但导致生产停顿、设备损坏,也会造成重大人员伤亡和难以挽回的影响。
2、造成环境污染化工生产所使用的原料,生产的产品、中间体、副产品及其中的杂质和生产中的“三废”排放物均属工业毒物,具有毒性、腐蚀性。
一旦泄漏到大气或排放到江河中易造成大量人员伤亡和大气、水资源污染,影响持久、治理难度大。
3、灭火救援难度大,易造成救援人员伤亡化工安全事故一般来说现场都很复杂,常伴随着燃烧爆炸,火势蔓延猛烈。
如出现有毒气体时,会严重威胁到灭火救援人员的安全;出现的腐蚀性物质,会灼伤救援人员的皮肤和灭火救援器材;发生建筑物倒塌,会造成救援人员伤亡等严重后果。
这些都会给灭火救援工作带来很大的难度。
爆炸事故原因1、原料性质决定事故多很多化工原料的易燃性、反应性和毒性决定了火灾爆炸及中毒事故的频繁发生,压力容器的爆炸及反应物的超音速爆轰,都会产生破坏力极强的冲击波。
2、生产过程事故多化工生产中的副反应生产,处于临界状态或爆炸极限附近的生产都易引发火灾事故。
3、设备破损引起爆炸泄漏生产原料的腐蚀、生产压力的波动、生产流程中的机械振动引起的设备疲劳性损坏以及高温深冷等压力容器的破损;设备设计的不合理、加工工艺的缺陷等,经过生产运行的疲劳性催化,致使设备破损都易引起爆炸泄漏。
4、设备老化引发事故任何化工设备、装置在生产运行中受生产条件影响及本身材质、性能限制都有一定的使用寿命,如高负荷的塔槽、压力容器、反应釜、经常开启的阀门等,运行一定时间后,就会进入多发事故期。
特别是化工企业生产经营不景气,维护管理不到位,经常带病作业,一旦设备进入故障的多发期,事故将很难控制。
5、操作失误引发事故石油化工企业工艺流程复杂,工艺参数多,自动化控制程度高,操作要求高,误操作也是引起火灾的一个原因。
氢气燃爆事故案例分析

氢气燃爆事故案例分析氢气是一种常见的燃烧气体,广泛应用于工业领域。
然而,由于其特殊的物性及易燃易爆特点,氢气燃爆事故时有发生。
本文将以一起氢气燃爆事故为案例,对事故原因、后果和防范措施进行分析。
案例描述:工业企业生产中使用氢气作为燃料,用于生产过程中的燃烧反应。
天,由于操作人员操作失误,使得氢气泄漏到了工作区域。
由于工作区域存在明火,氢气与空气形成可燃混合物,并引发了爆炸。
事故造成数名操作人员受伤,设备损毁严重。
事故原因分析:1.操作人员操作失误:操作人员在使用氢气的过程中,未能妥善处理氢气泄漏情况,导致泄漏继续扩散。
这可能是工作疏忽或未接受足够的培训所致。
2.置放明火:工作区域存在明火,但未采取适当的防火措施。
明火与泄漏的氢气相遇时,引发了爆炸。
3.设备检修不到位:泄漏氢气的原因可能是设备存在漏洞,未及时进行检修和维护。
事故后果分析:1.人身伤害:多名操作人员受伤,其中部分人员可能面临生命危险。
氢气燃爆事故往往伴随着剧烈的爆炸、火焰和高温,对人体造成严重伤害。
2.设备损毁:事故造成的爆炸和火灾使设备严重损坏,无法正常工作,导致生产停工、损失显著。
防范措施:1.操作人员培训:通过加强操作人员的培训,提高其对氢气使用及泄漏处理的认识,使其能够妥善应对突发情况,避免操作失误。
2.检修维护:定期对使用氢气设备进行检修,修补漏洞和损坏,确保设备处于良好的工作状态,杜绝泄漏的可能。
3.防火措施:在使用氢气的工作区域,应采取适当的防火措施,如禁止明火、配备灭火器材等,以避免火灾和爆炸事故的发生。
4.气体检测装置:安装氢气泄漏检测装置,实时监测氢气泄漏情况,及时采取措施进行泄漏源治理。
5.安全意识培养:加强员工的安全意识培养,提高其对氢气燃爆事故的认识和预防意识,减少类似事故的发生。
结论:氢气燃爆事故由于其特殊的物性和易燃易爆特点,一旦发生往往造成严重的人员伤亡和设备损毁。
为了预防和避免此类事故的发生,必须加强相关人员的培训,建立完善的安全管理制度,加强设备检修和维护,并采取适当的防火措施。
爆炸及火灾事故后果模拟分析方法

事故后果模拟分析方法1 简述火灾、爆炸、中毒是常见的重大事故,经常造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失,影响社会安定。
这里重点介绍有关火灾、爆炸和中毒事故( 热辐射、爆炸波、中毒) 后果分析,在分析过程中运用了数学模型。
通常一个复杂的问题或现象用数学模型来描述,往往是在一个系列的假设前提下按理想的情况建立的,有些模型经过小型试验的验证,有的则可能与实际情况有较大出入,但对辨识危险性来说是可参考的。
2 泄漏由于设备损坏或操作失误引起泄漏,大量易燃、易爆、有毒有害物质的释放,将会导致火灾、爆炸、中毒等重大事故发生。
因此,事故后果分析由泄漏分析开始。
2.1 泄漏情况分析1) 泄漏的主要设备根据各种设备泄漏情况分析,可将工厂(特别是化工厂) 中易发生泄漏的设备归纳为以下10 类:管道、挠性连接器、过滤器、阀门、压力容器或反应器、泵、压缩机、储罐、加压或冷冻气体容器及火炬燃烧装置或放散管等。
(1) 管道。
它包括管道、法兰和接头,其典型泄漏情况和裂口尺寸分别取管径的20% 〜100%、20%和20% 〜100%。
(2) 挠性连接器。
它包括软管、波纹管和铰接器,其典型泄漏情况和裂口尺寸为:①连接器本体破裂泄漏,裂口尺寸取管径的20%〜100%;②接头处的泄漏,裂口尺寸取管径的20%;③连接装置损坏泄漏,裂口尺寸取管径的100%。
(3) 过滤器。
它由过滤器本体、管道、滤网等组成,其典型泄漏情况和裂口尺寸分别取管径的20%〜100%和20%。
(4) 阀。
其典型泄漏情况和裂口尺寸为:①阀壳体泄漏,裂口尺寸取管径的20%〜100%;②阀盖泄漏,裂口尺寸取管径的20%;③阀杆损坏泄漏,裂口尺寸取管径的20%(于旺力容譌辰应器.包括化工生产中常用的分离器、吒悴洗淺畚反应釜*热左换器、各种縫和容器等](DW器破裂而泄漏,製□尺寸取容器恋身尺寸’②容器本体泄漏,裂口尺寸取与其注接的粗管道管径时1如%;③孔盖世獄裂口尺寸取管径的20唸⑥瞰嘴断裂而泄漏,裂口尺寸珈管径的口CI妬;⑤仪表管路破裂泄漏,裂口尺寸取管径關2珈〜血烙⑥容器内豁爆炬,莹韶號裂・(°泵.具典型泄漏惰况和裂口尺寸?^①泵陆掏坏泄漏,裂口尺寸取弓耳连接管径的20%-100^s②密封压盖处泄漏、裂口尺寸取管径的20%.(Tfi縊机口包括离心式、術式和往复式压缩机,泄漏情况和裂口尺寸溯I①压缩机机壳损坏而泄漏,裂口尺寸取与其连接管道管径的20%〜Wil%,②压缩机密封萱泄届裂口尺寸取管径的湖蚊⑻储罐.錨天储存施韧质的容器或压力容器・也包括与其连接的管道和辅助设备,其典型泄漏情况和裂I①雄体损坏而泄漏,裂口尺寸対本体尺寸!②接头泄漏,裂口尺寸九与其连接管道管径閔叩%~1旳%;③辅助设畚泄漏,酣憎确罡裂口尺寸.⑼加压或冷冻气悴容器.包括鑰天或埋地畝直的储存器、压丸容器或运输糟车等,其典型泄漏^况和裂口」①靂天容器内部气障爆炸使容誥完全跛裂裂口尺寸取本体尺寸;②容器破裂而泄漏,裂口尺寸取本体尺寸I◎焊援昭接管淅製泄漏,取管径的2吸~価仏(10)火炬燃烧器或放散管。
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重大事故后果分析方法:爆炸爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化,也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。
它通常借助于气体的膨胀来实现。
从物质运动的表现形式来看,爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。
物质运动急剧增速,由一种状态迅速地转变成另一种状态,并在瞬间内释放出大量的能。
一般说来,爆炸现象具有以下特征:(1)爆炸过程进行得很快;(2)爆炸点附近压力急剧升高,产生冲击波;(3)发出或大或小的响声;(4)周围介质发生震动或邻近物质遭受破坏。
一般将爆炸过程分为两个阶段:第一阶段是物质的能量以一定的形式(定容、绝热)转变为强压缩能;第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功,引起作用介质变形、移动和破坏。
按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。
物理爆炸就是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化,在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。
物理爆炸的特点是:在爆炸现象发生过程中,造成爆炸发生的介质的化学性质不发生变化,发生变化的仅是介质的状态参数。
例如锅炉、压力容器和各种气体或液化气体钢瓶的超压爆炸。
化学爆炸就是物质由一种化学结构迅速转变为另一种化学结构,在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。
例如可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合形成爆炸性混合物的爆炸。
化学爆炸的特点是:爆炸发生过程中介质的化学性质发生了变化,形成爆炸的能源来自物质迅速发生化学变化时所释放的能量。
化学爆炸有3个要素:反应的放热性、反应的快速性和生成气体产物。
从工厂爆炸事故来看,有以下几种化学爆炸类型:(1)蒸气云团的可燃混合气体遇火源突然燃烧,是在无限空间中的气体爆炸;(2)受限空间内可燃混合气体的爆炸;(3)化学反应失控或工艺异常造成压力容器爆炸;(4)不稳定的固体或液体爆炸。
总之,发生化学爆炸时会释放出大量的化学能,爆炸影响范围较大,而物理爆炸仅释放出机械能,其影响范围较小。
1 物理爆炸的能量物理爆炸如压力容器破裂时,气体膨胀所释放的能量(即爆破能量)不仅与气体压力和容器的容积有关,而且与介质在容器内的物性相态有关。
有的介质以气态存在,如空气、氧气、氢气等,有的以液态存在,如液氨、液氯等液化气体、高温饱和水等。
容积与压力相同而相态不同的介质,在容器破裂时产生的爆破能量也不同,爆炸过程也不完全相同,其能量计算公式也不同。
1.1 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:(1)式中Eg——气体的爆破能量,kJ;p——容器内气体的绝对压力,MPa;V——容器的容积,m3;κ——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数值如表1所示。
表1 常用气体的绝热指数从表1可看出,空气、氮、氧、氢及一氧化氮、一氧化碳等气体的绝热指数均为1.4或近似1.4,如用κ=1.4代入式(1)中,得到气体的爆破能量为:(2)Eg=CgV(3)式中Cg——常用压缩气体爆破能量系数,kJ/m3。
压缩气体爆破能量系数Cg是压力p的函数,各种常用压力下的气体爆破能量系数如表2所示。
表2 常用压力下的气体容器爆破能量系数(κ=1.4时)如将κ=1.135代入式(1),可得干饱和蒸汽容器爆破能量为:(4)用式4计算有较大的误差,因为没有考虑蒸汽干度的变化和其他一些影响,但可以不用查明蒸汽热力性质而直接计算,对危险性评价可提供参考。
对于常用压力下的干饱和蒸汽容器的爆破能量可按下式计算:Es=CsV(5)式中Es——水蒸气的爆破能量,kJ;V——水蒸气的体积,m3;Cs——干饱和水蒸气爆破能量系数,kJ/m3。
各种常用压力下的干饱和水蒸气容器爆破能量系数如表3所示。
表3 常用压力下干饱和水蒸气容器爆破能量系数1.2 介质全部为液体时的爆破能量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,计算公式如下:(6)式中E L——常温液体压力容器爆炸时释放的能量,kJ;p——液体的压力(绝),Pa;V——容器的体积,m3;βt——液体在压力卢和温度T下的压缩系数,Pa—1。
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,一般计算时不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爆破能量可按下式计算:E=[(H1—H2)—(S1—S2)T1]W(7)式中E——过热状态液体的爆破能量,kJ;H1——爆炸前液化液体的焓,kJ/kg;H2——在大气压力下饱和液体的焓,kJ/kg;S1——爆炸前饱和液体的,熵,kJ/(kg·℃);S2——在大气压力下饱和液体的熵,kJ/(kg·℃);T1——介质在大气压力下的沸点,℃;W——饱和液体时质量,kg。
饱和水容器的爆破能量按下式计算:Ew=CwV(8)式中Ew——饱和水容器的爆破能量,kJ;V——容器内饱和水所占的容积,m3;Cw——饱和水爆破能量系数,kJ/m3,其值如表4所示。
表4 常用压力下饱和水爆破能量系数2 爆炸冲击波及其伤害-破坏作用2.1 冲击波超压的伤害-破坏作用压力容器爆破时,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。
根据介绍,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。
冲击波是由压缩波迭加形成的,是波阵面以突进形式在介质中传播的压缩波。
容器破裂时,容器内的高压气体大量冲出,使它周围的空气受到冲击而发生扰动,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,空气压力会随时间迅速发生而悬殊的变化。
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,冲击波的伤害一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。
冲击波伤害一破坏作用准则有: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时,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如表5和表6所示。
表5 冲击波超压对人体的伤害作用表6 冲击波超压对建筑物的破坏作用2.2 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:△p∝R—n(9)式中△p——冲击波波阵面上的超压,MPa;R——距爆炸中心的距离,m;n——衰减系数。
衰减系数在空气中随着超压的大小而变化,在爆炸中心附近内为2.5~3;当超压在数个大气压以内时,n=2;小于1atm(0.1MPa)时,n=1.5。
实验数据表明,不同数量的同类炸药发生爆炸时,如果距离爆炸中心的距离R之比与炸药量q三次方根之比相等,则所产生的冲击波超压相同,用公式表示如下:如(10)式中R——目标与爆炸中心距离,m;R0——目标与基准爆炸中心的相当距离,m;q0——基准爆炸能量,TNT,kg;q——爆炸时产生冲击波所消耗的能量,TNT,kg;△p——目标处的超压,MPa;△p0——基准目标处的超压,MPa;α——炸药爆炸试验的模拟比。
式10也可写成为:△p(R)=△p0(R/α)(11)利用式11就可以根据某些已知药量的试验所测得的超压来确定在各种相应距离下任意药量爆炸时的超压。
表7是1 000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压。
表7 1 000k8TNT爆炸时冲击波超压综上所述,计算压力容器爆破时对目标的伤害/破坏作用,可按下列程序进行。
(1)首先根据容器内所装介质的特性,分别选用式2~式8计算出其爆破能量正。
(2)将爆破能量q换算成TNT当量q0,因为1kg TNT爆炸所放出的爆破能量为4230 kJ/kg~4 836kJ/kg,一般取平均爆破为4 500kJ/kg,故其关系为:q=E/q INT=E/4 500(12)(3)按式10求出爆炸的模拟比α,即:α=(q/q0)1/3=(q/1 000) 1/3=0.1q1/3(13)(4)求出在1 000kgTNT爆炸试验中的相当距离R0,即R0=R/α。
(5)根据R0值在表7中找出距离为R0处的超压△p0(中间值用插入法),此即所求距离为R处的超压。
(6)根据超压△p值,从表5和表6中找出对人员和建筑物的伤害一破坏作用。
2.3 蒸气云爆炸的冲击波伤害一破坏半径爆炸性气体以液态储存,如果瞬态泄漏后遇到延迟点火或气态储存时泄漏到空气中遇到火源,则可能发生蒸气云爆炸。
导致蒸气云形成的力来自容器内含有的能量或可燃物含有的内能,或两者兼而有之。
“能”主要形式是压缩能、化学能或热能。
一般说来,只有压缩能和热能才能单独导致形成蒸气云。
根据荷兰应用科研院(TNO(1979))建议,可按下式预测蒸气云爆炸的冲击波损害半径:R=Cs(NE)1/3(14)式中R——损害半径,m;E——爆炸能量,kJ,可按下式取:E=VHc(15)V——参与反应的可燃气体的体积m3;Hc——可燃气体的高燃烧热值,取值情况如表8所示;N——效率因子,其值与燃料浓度持续展开所造成损耗的比例和燃料燃烧所得机械能的数量有关,一般取N=10%;Cs——经验常数,取决于损害等级,其取值情况如表9所示。
表8 某些气体的高燃烧热值(kJ/m3)表9 损害等级表。