1)冲击波超压
在计算中爆炸冲击波参数用式(1)、(2)计算。
.-2 +0.269 Z-1-0.019 △Ps =0.137Z-3.+0.119 Z
(1)
Z=R2(P0/E0)1/3 (2) △Ps=44000/ P0 △Ps =0.137Z-3+0.119 Z-2+0.269 Z-1-0.019
Z=R3(P0/E0)1/3 △Ps=17000/ P0
式中:△Ps ——冲击波正相最大超压,Pa; P0 ——大气压力,取1.01325×105Pa 式中:R——目标到蒸汽云中心的距离,m; E0——爆源总能量,E0 用下式计算: E0?0.01 WQc (3)
式中:W——蒸汽云对爆炸冲击波有实际贡献的燃料质量,kg; QC ——燃料的燃烧热,50MJ/kg。 2)爆炸伤害区计算依据
①人员伤害区 ·死亡区
与爆炸量间的关系由下式给出:
R0.5?13.6?Mtnt1000?0.37 (4) 式中:Mtnt——爆源的TNT当量,kg。按下式计算:
MTNT?E0QTNT
式中:QTNT——TNT爆热,可取为4.50×106J/kg。 ·重伤区
要求的冲击波峰值超压为44000Pa,用超压值由式(2)即可计算出重伤区外径Re0.5。
·轻伤区
要求的冲击波峰值超压为17000Pa,用超压值由式(2)即可计算出轻伤区外径Re0.01。
·轻微伤害区
该区内径为Re0.01,外径为无穷大。 ②建筑物及设施的破坏区
爆炸能不同程度地破坏周围的建筑物和设施,造成直接经济损失。根据爆炸破坏模型,可估计建筑物和设施的不同破坏程度,据此可将危险源周围分为几个不同的区域,下表是不同的冲击波压力及其危害效应表。
冲击波压力及其效应
超压Ps (105Pa) 0.002 0.003 0.007 0.01 0.02 0.03 0.05 0.06 0.08 0.10 冲击波破坏效应 某些大的椭圆形玻璃破裂 产生喷气式飞机的冲击音 某些小的椭圆形玻璃破裂 窗玻璃全部破裂 有冲击碎片飞出 民用住房轻微损坏 窗户外框损坏 屋基受到损坏 树木折枝,房屋需修理方能居住 承重墙损坏,屋基向上错动 超压Ps (105Pa) 0.15 *0.2 *0.3 *0.5 *0.7 *1.0 冲击波破坏效应 屋基破坏,30%树木倾倒,动物耳膜破坏 90%树木倾倒,钢筋混凝土柱扭曲 油罐开裂,钢柱倒塌,木柱折断 货车倾覆,民用建筑物全部损坏,人肺部受伤 砖墙全部破坏 油罐压坏 选取表中后5项作为冲击波对建筑物和设施的破坏标准,将超压值代入式(3),即可求出不同超压值下的破坏半径。 3)汽油贮罐蒸汽云爆炸计算过程 1)基础数据选取
在计算时,选取的参数有:
液化天然气的密度 ρ=750 kg/m3 液化天然气的燃烧热 Qc=50MJ/kg 液化天然气储罐容积 V=60m3 液化天然气罐的装满系数 k=0.95 由此给出该罐爆源的总能量为
Eo=0.01kVρQc
爆源的当量TNT量为:
WTNT=Eo/QTNT
2)冲击波超压对人体的伤害 死亡半径为:
R0.5?13.6?WTNT/1000?0.37
重伤半径R2由下列方程式求解:
△Ps=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019 Z=R2(P0/E0)1/3
轻伤半径R3由下列方程式求解:
△Ps=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019 Z=R3(P0/E0)1/3
4)汽油蒸汽云雾爆炸伤害分析
油罐区有30m3的汽油储罐3个,本次评价分别选取单个汽油罐和3个汽油罐作为对象,假设汽油罐内所有的汽油参与爆炸,评价其发生蒸气云雾爆炸对人体的伤害程度。
蒸气云雾爆炸冲击波超压对人员的伤害情况,按照上述计算方法,确定蒸汽云雾爆炸冲击波超压对人员的伤害情况见下表。
蒸汽云雾爆炸冲击波超压对人体的伤害情况表(单位:m)
范围 单个汽油储罐(30m3) 3个汽油储罐(90m3) 死亡半径R0.5 16.95 25.45 重伤半径Re0.5 47.03 67.83 轻伤半径Re0.01 84.56 121.95 死亡区 <16.95 <25.45 重伤区 16.95~47.03 25.45~67.83 轻伤区 47.03~84.56 67.83~121.95 安全区
>84.56 >121.95