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爆炸评价模型及伤害半径计算
1、蒸气云爆炸(VCE)模型分析计算
(1)蒸气云爆炸(VCE)模型当爆炸性气体储存在贮槽内,一旦泄漏,遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸,如果遇不到火源,则将扩散并消失掉。用TNT当量法来预测其爆炸严重度。其原理是这样的:假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸,对形成冲击波有实际贡献,并以TNT当量来表示蒸气云爆炸的威力。其公式如下:
WTNT
βAWfQfQTNT
式中WTNT蒸气云的TNT当量,kg;β地面爆炸系数,取β18;A蒸气云的TNT当量系数,取值范围为002~149;Wf蒸气云中燃料的总质量:kg;Qf燃料的燃烧热,kJkg;QTNTTNT的爆热,QTNT4120~4690kJkg。
(2)水煤气储罐蒸气云爆炸(VCE)分析计算由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物,具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点,一旦泄漏,极具蒸气云爆炸概率。若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸(VCE),设其贮量为70时,则为281吨,则其TNT当量计算为:取地面爆炸系数:β18;蒸气云爆炸TNT当量系数,A4;蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量,Wf281×10002810(kg);水煤气的爆热,以CO30、H243计(氢为1427700kJkg一氧化碳为10193
fkJkg):取Qf616970kJkg;TNT的爆热,取QTNT4500kJkg。将以上数据代入公式,得
18×004×2810×616970
WTNT
27739kg4500
死亡半径R1136WTNT1000037
136×2774037
136×342465m
重伤半径R2,由下列方程式求解:
△P20137Z230119Z220269Z210019Z2R2EP013△P2△PSP0
式中:△PS引起人员重伤冲击波峰值,取44000Pa;P0环境压力(101300Pa);E爆炸总能量(J),EWTNT×QTNT。
将以上数据代入方程式,解得:
△P204344Z2107R2107×(27739×4500×1000101300)13107×107115m
轻伤半径R3,由下列方程式求解:
△P30137Z330119Z320269Z310019Z3R3EP013
f△P3△PSP0
式中:△PS引起人员轻伤冲击波峰值,取17000Pa。将以上数据代入方程式,解得:△P30168,Z3195轻伤半径R3209(m)
2、沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)模型分析计算
(1)沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)模型液态存贮的易燃液化气体突然瞬间泄漏时,立即遇到火源就会发生剧烈的燃烧,产生巨大的火球,形成强烈的热辐射,此种现象称为沸腾液体扩展蒸气爆炸,简称BLEVE。沸腾液体扩展蒸气爆炸的主要危险是强烈的热辐射,近场以外的压力效应不重要。其火球的特征可用国际劳工组织(ILO)建议的蒸气爆炸模型来估算。火球半径的计算公式为:Rr
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