冲击波超压基本计算公式1
气体球罐物理爆炸冲击波超压计算模型
制氧站多发事故为设备超压而发生的物理爆炸事故，下面计算可能发生的物理爆炸相当的TNT 摩尔量。
以氧气球罐为例，分析固有爆炸危险所产生的能量。
压力容器中介质为压缩气体，发生物理爆炸释放的能量为：
31101013.011⨯⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-k k g p k Pv E E g ——发生物理爆炸释放的能量，kJ
p ——容器内气体绝对压力，MPa
v ——容器容积，m 3
k ——气体绝热指数
查常用气体绝热指数表可知k 取1.397；设计球罐容积400 m 3；工作压力3.0 MPa ，带入上式求得E g ＝3.903ⅹ106 kJ
查得每kgTNT 爆炸释放能量相为4.5ⅹ103 kJ ，摩尔质量137g/mol TNT 当量为 E g /4.5ⅹ103＝867.33 kg ＝867330g
摩尔量为 867330/137＝6330.88mol
因此，氧气球罐发生物理爆炸释放的能量，相当于TNT 质量867.33 kg ，折合摩尔量为6330.88mol 。
冲击波超压
(2)将爆破能量q换算成TNT当量q。因为1 kg TNT爆炸所放出
的爆破能量为4 230～4 836kJ/kg，一般取平均爆破能量为
4500kJ/kg，故其关系为：
q=E/qTNT =E/4500
(3)按式(51)求出爆炸的模拟比α，即：
1
1
1
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。
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：
Eg
pV [1 (0.1013
k 1
p
k 1
) k ]103
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；k——气体的绝热指数，即气体的定压比热与
实例
1、二氧化碳储罐物理爆炸能量。
CO2 储槽的参数：操作压力：2.0 MPa；操作温度： －22℃；尺寸：Ø2×10 m，30 m3。
方法1、压缩气体与水蒸气容器爆破能量
Eg
pV [1 (0.1013
k 1
一种新的冲击波超压测试方法——压力响应膜片
１ ． 膜 片 的材 料 参 数
１ ． ３ ５ ｘ １ ０ ３ 【 ｊ
（ ６ ）
式 中， ‘ ＋一 冲 击 波 超 压 作 用 时 间 ， ８ ；卜 测 点 到爆 源 的 距 离 ，ｍ ；ｍ— Ｔ ＮＴ药 量 ，ｋ ｇ 。 由冲 击 波 峰 值 超 压 及 超 压 作 用 时 间 的计 算 公 式 ， 可 以得 出在 同 一 峰 值 超 压 不 同作 用 时 间 （ 冲 量 ）下 的膜 片 变 形 情 况
Ｊ ｏ ｈ ｎ ｓ ｏ ｎ ｃ ｏ ｏ ｋ模 型 屈服 应 力 为
＝
ｆ ＋ 曰 ） （ １ ＋ ｃ Ｉ ｎ ｅ ＊ 一 ）
一 等 效 塑 性应 变 ；
７１— ７１
（ １ ）
３ ． 三 角波 模 拟 冲 击 波 的 可 行 性
式 中
一无 量 纲 化 时 的塑 性 应 变
向。
／ ： Ｊ ２ （ ａ／ ， ） ： ＋ ＋ ＋ 鲁＋ － － ．
ｒ
＝ ，Leabharlann 称 为 对 比 距离 。在 实 际计 算 中 ，忽 略 的无
穷小 项 ，只考 虑 前三 项 ， 也 即 是 Ａ ｉ 、Ｂｉ（ ｉ ＞ ２ ）全 为 ０ 。
根 据 大 量 的 实 验 结 果 ，Ｔ Ｎ Ｔ （ 梯 恩 梯 ） 装 药 在 无 限空 气 介 质 中爆 炸 时 ，具 体 的空 气 冲 击波 峰 值 超 压 计 算 式为 ：
Ｂ、 Ｃ、 ｍ 、ｎ一材 料 常 数 。可 由实 验 得 到 材 料 失 效 判 据 采 用 最 大 塑 性 应 变 判 据 ，其 数 学 描 述 如 下 ：
超 压 ，ｔ ＋ 表示冲击波作用时 间。
多能量入射超压值计算公式
多能量入射超压值计算公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：多能量入射超压值计算公式是在建筑结构设计和爆炸冲击波分析中常用的方法之一。
它可以帮助工程师们快速而准确地计算出建筑物受到外部爆炸冲击波时的超压值，从而评估建筑物的抗冲击性能。
本文将介绍多能量入射超压值计算公式的基本原理及其在工程实践中的应用。
一、多能量入射超压值计算公式的基本原理多能量入射超压值计算公式是基于泰勒公式和能量守恒定律推导而来的。
在一个建筑结构受到外部爆炸冲击波时，冲击波与结构发生相互作用，产生超压波在结构内传播。
为了计算建筑物内的超压值，需要考虑多能量入射情况下的能量传递和转换过程。
根据爆炸冲击波的能量传递方式，可以将结构内的超压值分为直射波和反射波两部分。
直射波是爆炸冲击波通过结构直接传播而引起的超压，而反射波是爆炸冲击波在结构内反射后产生的超压。
在实际工程中，通常会将多个能量入射角度考虑在内，以更精确地计算建筑物受到的冲击波超压值。
基于泰勒公式和能量守恒定律，可以得到多能量入射情况下的超压计算公式：\[P = P_0 (1 + \sum_{i=1}^{n} R_i) \]\( P \) 表示结构内的总超压值，\( P_0 \) 是入射冲击波的初始超压值，\( R_i \) 为反射系数。
反射系数是结构对入射波所反射波的贡献程度的表征。
通过计算不同入射角度下的反射系数，可以得到建筑物在不同方向上的超压值。
多能量入射超压值计算公式也可用于爆炸冲击波的防护设计。
在一些潜在的爆炸源周围建筑物的设计中，需要考虑爆炸冲击波对建筑物的影响。
通过计算入射冲击波在建筑结构内的传播情况，可以确定建筑物所需的抗冲击能力，保障人员和财产的安全。
多能量入射超压值计算公式还可以用于预测建筑物在地震、风灾等自然灾害中的受力情况。
通过将多能量入射情况考虑在内，可以更准确地评估建筑物在不同自然灾害中的稳定性和抗灾能力，并进行相应的预防措施。
第二篇示例：多能量入射超压值计算公式是用来计算当多个能量源同时作用在一个目标上时，目标所受的超压值的公式。
冲击波超压基本计算公式1
冲击波超压基本计算公式1
、IMP亦9.81Kgf/cm^。
表5-仃地⾯爆炸时空⽓冲击波峰值超压的⼈⾝伤害准则
见《安全⽣产技术》中压⼒容器爆炸的危害
⼆、点爆炸冲击波超压基本计算公式
△ P=0.084R+0.27R2+0.7R3（适⽤范围：1< F K 10-15）式中：△ P-⽔泥地⾯上爆炸时的冲击波峰值超压；单位MPa
R—⽐例距离（对⽐距离），是爆炸中⼼的距离r （m）与爆炸
药量W （您）的⽴⽅根之⽐，即：R=r/W1/3。
W按TNT当量计算，单位kg。
1、在钢性地⾯上发⽣爆炸
△ P=0.106R+0.43R2+1.4/R3（适⽤范围：1< R< 15) 2、在普通地⾯上发⽣爆炸
△ P=0.10^R+0.399/R2+1.26^R3（适⽤范围：1< R< 10-15)
△ P=0.09^R+0.39/R2+1.^R3（适⽤范围：0.1 W R< 1) 2、爆炸源周围有标准⼟围
△ P=0.41R+0.69/R2+0.66^R3（适⽤范围：1< R< 10-15)△ P=0.09^R+0.39/R2+1.^R3（适⽤范围：0.1 W R W 1)三、⼀般将烟花爆⽵⼯房当作点爆炸源计算，需坑道中或线状爆炸源
计算公式时再联系
四、建议将晾晒场、晾棚等⽆约束或露天的爆炸源，TNT当量按0.4计算，根据试验结果，在露天条件下，⿊⽕药的TNT当量约为0.4, 雷药的TNT当量约为0.69。
参考资料：《爆炸基本原理》《爆炸作⽤原理》计算时可参考上述公式进⾏，如有其它问题可随时联系。
聂学辉。
大空间钢网壳穹顶的内爆炸冲击波超压计算
大空间钢网壳穹顶的内爆炸冲击波超压计算谢微微;高轩能;江媛【摘要】为研究内爆炸作用下冲击波在大空间穹顶结构内的传播规律、超压峰值及其对结构的作用,采用通用有限元LS-DYNA程序,考虑炸药空中爆炸和大空间结构特性,建立炸药在大空间钢网壳穹顶内爆炸作用下的数值计算模型,并通过已知超压计算公式验证数值结果.应用所建模型,对炸药在大空间钢网壳穹顶内爆炸的全过程演变和5种矢跨比穹顶的内爆炸冲击波压力进行了数值模拟计算与分析.结果表明:内爆炸下大空间穹顶除受到入射冲击波的冲击作用外,还可能受到反射波或复合波的多次冲击,冲击的强弱取决于反射体刚度和穹顶几何尺寸等多种因素；穹顶跨度和矢跨比对主峰值压力的大小和出现的次数有较大影响,但没有呈现出明显的规律性.最后,给出了内爆炸下不同跨度和矢跨比穹顶结构的冲击波超压计算公式,可供工程结构防爆抗爆参考.%In order to study the propagation and the overpressure peak of shock waves within a large-space dome under internal blast and their effects on the structure, considering the air explosion and the characteristics of large-space structure, a numerical model for the simulation of internal blast in the large-space steel reticulated dome was established by employing LS-DYNA. The numerical results were verified by the established overpressure formula. By applying the model, the numerical simulation and analysis were carried out for the entire evolution of the explosions inside the large-space steel reticulated dome and the shock wave pressure on the domes with five different rise-to-span ratios under internal blast. The results show that besides the impact of the shock waves, the large-space dome may also subjected tothe multiple impacts of the reflected waves or combined waves under internal explosion, but the strength of the impacts depends on the stiffness of the reflector, dome geometry and other factors. The results also showed out that the span and rise-to-span ratio of dome have large influence on the number and value of the main peak pressure, but there is no significant regularity. Finally, the fitting formulae for shock wave overpressure of the large-space domes with the different spans and rise-to-span ratios under internal explosion were obtained, and they could be applied to the explosion-proof and antiknock in engineering structures.【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(038)001【总页数】7页(P16-22)【关键词】爆炸;冲击波;穹顶;超压;数值模拟【作者】谢微微;高轩能;江媛【作者单位】华侨大学土木工程学院,福建厦门361021;华侨大学土木工程学院,福建厦门361021;华侨大学土木工程学院,福建厦门361021【正文语种】中文【中图分类】O383.2;TU393.3大型空间钢结构在机场、车站、体育馆和博物馆等公共建筑中应用广泛，已成为这些建筑的主要结构形式之一。
冲击波超压
等温过程
p2 p1
V1 V2
热力学 过程
绝热过程 等熵过程
(绝热可逆）
dQ 0
p
k
常数
比定容热容Cv, 比定压热容Cp; k= Cp/ Cv
音速是微弱扰动波在弹性介质中的传播速度
p2
2
T2
c dv
p1
c
1
T1
活塞以微小的速度dv向右运 选用与微弱扰动波一起运动的相 动,产生一道微弱压缩波,流 对坐标系作为参考坐标系,流动转 动是非定常的。 化成定常的了。
E=[(H1—H2)—(S1—S2)T1]W
饱和水容器的爆破能量按下式计算： Ew=CwV 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，其值见下表。
表： 常用压力下饱和水爆破能量系数
锅炉饱和水和水蒸汽爆炸
饱和水——压力迅速降低——瞬时汽化——爆炸
由质量守恒方程 略去二阶微量 由动量方程
d A c dv Ac 0
(1) (2)
cd dv
pA
( p dp ) A cA c dv c dp cdv
由（1）、（2）得
c
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：
Eg pV k 1 [1 ( 0 . 1013 p
k 1
)
k
] 10
3
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；k——气体的绝热指数，即气体的定压比热与 定容比热之比。
冲击波超压基本计算公式1
、IMP亦9.81Kgf/cm^。
表5-仃地面爆炸时空气冲击波峰值超压的人身伤害准则
见《安全生产技术》中压力容器爆炸的危害
二、点爆炸冲击波超压基本计算公式
△ P=0.084R+0.27R2+0.7R3（适用范围：1< F K 10-15）式中：△ P-水泥地面上爆炸时的冲击波峰值超压；单位MPa
R—比例距离（对比距离），是爆炸中心的距离r （m）与爆炸
药量W （您）的立方根之比，即：R=r/W1/3。
W按TNT当量计算，单位kg。
1、在钢性地面上发生爆炸
△ P=0.106R+0.43R2+1.4/R3（适用范围：1< R< 15) 2、在普通地面上发生爆炸
△ P=0.10^R+0.399/R2+1.26^R3（适用范围：1< R< 10-15)
△ P=0.09^R+0.39/R2+1.^R3（适用范围：0.1 W R< 1) 2、爆炸源周围有标准土围
△ P=0.41R+0.69/R2+0.66^R3（适用范围：1< R< 10-15)△ P=0.09^R+0.39/R2+1.^R3（适用范围：0.1 W R W 1)三、一般将烟花爆竹工房当作点爆炸源计算，需坑道中或线状爆炸源
计算公式时再联系
四、建议将晾晒场、晾棚等无约束或露天的爆炸源，TNT当量按0.4计算，根据试验结果，在露天条件下，黑火药的TNT当量约为0.4, 雷药的TNT当量约为0.69。
参考资料：《爆炸基本原理》《爆炸作用原理》计算时可参考上述公式进行，如有其它问题可随时联系。
聂学辉。
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一、1MPa≈9.81Kgf/cm2。
表5-17 地面爆炸时空气冲击波峰值超压的人身伤害准则
见《安全生产技术》中压力容器爆炸的危害。
二、点爆炸冲击波超压基本计算公式
△P=0.084/R+0.27/R2+0.7/R3 （适用范围：1≤R≤10-15）
式中：△P—水泥地面上爆炸时的冲击波峰值超压；单位MPa R—比例距离（对比距离），是爆炸中心的距离r（m）与爆炸药量W（㎏）的立方根之比，即：R=r/W1/3。
W按TNT当量计算，单位kg。
1、在钢性地面上发生爆炸
△P=0.106/R+0.43/R2+1.4/R3 （适用范围：1≤R≤15）2、在普通地面上发生爆炸
△P=0.102/R+0.399/R2+1.26/R3 （适用范围：1≤R≤10-15）△P=0.095/R+0.39/R2+1.3/R3 （适用范围：0.1≤R≤1）2、爆炸源周围有标准土围
△P=0.41/R+0.69/R2+0.668/R3 （适用范围：1≤R≤10-15）△P=0.095/R+0.39/R2+1.3/R3 （适用范围：0.1≤R≤1）三、一般将烟花爆竹工房当作点爆炸源计算，需坑道中或线状爆炸源计算公式时再联系
四、建议将晾晒场、晾棚等无约束或露天的爆炸源，TNT当量按0.4计算，根据试验结果，在露天条件下，黑火药的TNT当量约为0.4，雷药的TNT当量约为0.69。
参考资料：《爆炸基本原理》《爆炸作用原理》
计算时可参考上述公式进行，如有其它问题可随时联系。
聂学辉。