蒸气云爆炸模型精编版
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蒸气云爆炸模型精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
蒸气云爆炸模型分析蒸气云爆炸能产生多种破坏效应,如冲击波超压、热辐射、碎片作用等,但最危险、破坏力最强的是冲击波的破坏效应。常见的冲击波伤害-破坏准则有:超压准则、冲量准则、压力-冲量准则等。本次评价采用超压准则。
蒸气云爆炸的超压使用TNT当量法进行计算。蒸气云爆炸的TNT当量可用下式估算:
式中::地面爆炸系数;
α:蒸气云的TNT当量系数,;
W f:液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量,kg;
Q f:燃料的燃烧热,kJ/kg;
Q TNT:TNT的爆热,4520kJ/kg;
W TNT:蒸气云的TNT当量,kg;
根据项目单位提供的资料,液化石油气成份为50%的丙烷、50%的丁烷。查物质系数和特性表可知,丙烷燃烧热Hc/为,丁烷燃烧热Hc/为,则:
液化石油气的燃烧热Q f=×103×+×103×=×103(Btu/lb)=×103×÷=45779(kJ/kg)
液化石油气密度取m3,充装系数取,设泄露的液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的总体积百分数为30%,假设这个Ⅱ级供应站6m3的液化石油气全部泄露(实际是不可能全部泄露的)。则:
6m3的液化石油气全部发生泄漏时,液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量W f=6××103××30%=826(kg)
W TNT=××826×45779/4520=(kg)
①死亡区
该区内的人员如缺少防护,则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡,其内径为零,外径记为R0,表示外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为50%,它与爆炸量间的关系由下式确定:式中:W TNT为爆源的TNT当量,kg。
代入W TNT=(kg,TNT)
得死亡半径R0=
可以认为该圆周内没有死亡的人数正好等于圆周外死亡的人数,即死亡区内的人员将全部死亡,而死亡区外的人员将无一死亡。这一假设在破坏效应随距离急剧衰减的情况下是近似成立的。
②重伤区
该区内的人员如缺少防护,则绝大多数将遭受严重伤害,极少数人可能死亡或受伤。其内径就是死亡半径R0,外径记为R1,代表该处人员因冲击波作用耳膜破裂的概率为50%,它要求冲击波峰值超压为44000Pa。冲击波超压△Ps可按下式计算:
△Ps=+
△Ps =44000/P0 =
式中:
R为目标到爆源的水平距离,m;
P为环境压力,Pa;
E为爆源总能量,J/kg。
代入冲击波峰值超压44000Pa可得到重伤半径:
R1=(E/101300)1/3=
③轻伤区
该区内的人员如缺少防护,则绝大多数将遭受轻微伤害,少数人将受重伤或平安无事,死亡的可能性极小。该区内径为重伤区域的外径R1,外径记为R2,代表外边界处耳膜因冲击波作用破裂的概率为1%,它要求的冲击波峰值超压为17000Pa。按重伤半径的计算方法可的:
R2=(E/101300)1/3=
④安全区
该区内人员即使无防护,绝大多数人也不会受伤,死亡的概率几乎为零。该区内径为轻伤区的外径R2,外径为无穷大。
⑤建筑物的破坏分区
建筑物的破坏程度可参见如下方法确定。
表英国建筑物破坏等级的划分
定此半径内没有损失的财产与此半径外损失的财产相互抵消,或者说,可以假定此半径内的财产完全损失,此半径外的财产完全无损失。
各破坏等级区域外径由下式确定:
式中:
R为i区半径,m;i K为常量,计算财产损失半径时破坏等级
i
i=2,取
K=,代入上式得:
i
财产损失半径
R=
i
蒸气云爆炸模型后果评价结果
表蒸气云爆炸破坏/伤害半径