爆炸伤害模型

易燃、易爆、有毒重大危险源

辨识评价技术的研究

“ 八五”国家科技攻关课题

研究背景

火灾、爆炸是火炸药、石油、化工、采矿、交通运输等行业中发生频率高、损失大的两种重大事故类型。对美国化工行业1978—1980三年中发生的1028起事故的统计结果如下面的图1所示。火灾、爆炸事故危害巨大，研究其辨识评价技术对于加强火灾、爆炸重大危险源的辨识和管理，预防火灾、爆炸事故的发生，减轻火灾、爆炸事故可能造成的损失，具有十分重要的意义。

1: 爆炸 2: 火灾 3: 其它

图 1 事故损失分布

研究目的

研究火灾、爆炸事故现象，探讨它们的发生、发展过程和伤害机理，建立它们的伤害模型，开发火灾、爆炸事故严重度预测软件。 研究成果

(1) 系统地归纳和总结了火灾、爆炸的伤害机理和伤害准则。

(2) 推导了三种典型暴露条件下人在爆炸冲击波作用下肺伤害致死半径公式:

0.472TNT 10.278W R

R W TNT 204930274=.. R W TNT 30517

0251=.. 发现暴露条件对肺伤害致死半径有重要影响，最大半径比最小半径大50%。

(3) 推导了凝聚相炸药爆炸时人的肺伤害致死半径、身体撞击致死半径、头部撞击致死半径公式，发现肺伤害致死半径小于身体撞击致死半径，身体撞击致死半径小于头部撞击致死半径。

(4) 推导了爆炸火球热辐射致死半径、二度烧伤半径、一度烧伤半径公式，

一度烧伤：R=1.598W 0.487

二度烧伤：R=1.058W 0.487

死 亡： R=0.861W 0.487

发现爆炸火球热辐射伤害距离与火球温度无关。

(5) 气体燃料质量小于1×105

kg 丙烷时，蒸气云爆炸火球热辐射致死半径小于冲击波作用下头部撞击致死半径；二度烧伤半径小于50%耳鼓膜破裂半径；一度烧伤半径小于1%耳鼓膜破裂半径。

(6) 爆源质量相同时，蒸气云爆炸冲击波伤害半径至少比凝聚相炸药爆炸冲击波伤害半径大一倍。

(7) 建立了室外池火灾、室内火灾、凝聚相炸药爆炸、蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气爆炸五种事故类型的伤害模型。图2是室外池火灾伤害模型模拟计算结果。

(8)开发了火灾、爆炸事故严重度预测软件HAZARDS 。

R(m)r(m)0

200

400

600

8001000

1200

1400

020406080100120160200220240

图 2 伤害半径r 与池半径R 的

关系

研究展望

在火灾、爆炸危险性评价中，伤害准则对评价结果的影响十分明显，其中尤其是热辐射伤害准则的重要性还没有引起人们的足够重视。今后应大力开展伤害准则的研究工作，以便尽早提出更加完善和准确的伤害准则。