蒸气云爆炸模型

Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

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

注：×在精度要求不太高的危险性评估中，可以此半径作为财产损失半径，并假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

K=，代入上式得：

＝2，取

财产损失半径

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