液氧储罐物理爆炸的计算

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液氧储罐爆炸事故案例液氧贮槽爆炸事故

液氧储罐爆炸事故案例液氧贮槽爆炸事故导读:就爱阅读网友为您分享以下“液氧贮槽爆炸事故”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持!液氧贮槽爆炸事故内容摘要: XX公司400M3液氧贮槽的爆炸现场是令人触目惊心的。

根据现场实况和对全系统的综合分析，可以判定:该400M3LO贮槽的爆炸不是物理因素引起的。

爆炸的根本原因是碳氢化合物进入了400M3LO贮槽的内筒。

恰巧又在不足十分之一液位的状态下向外部LO槽车灌充LO。

低液面操作造成了碳氢化合物的析出和聚集。

碳氢化合物颗粒的相互摩擦和与槽壁的摩擦，使其温度升高并发生了静电放电，引燃了碳氢化合物并在LO中剧烈燃烧，猛烈的爆炸便在一瞬间就发生了。

必须以防止碳氢化合物进入贮槽内筒为主线，采取有效措施，才能避免爆炸事故再次发生。

1一、设备运行情况:XX公司供气厂400m3LO贮槽由杭州制氧机厂设计并提供设备的主体材料，四川简阳低温工程服务公司制造、安装。

89年下半年进场，90年一季度完工交付使用。

93年以前由一万空分装置提供LO贮存。

94年至98年7月期间基本停用。

98年7月50吨液化装置投运后，400m3贮槽又开始贮存LO。

每天进出LO量在38,40吨左右，50吨液化装置的氧气源在今年5月7日前均由三万五空分装置和一万四空分装置共同提供氧气。

5月7日后由三万五空分装置和一万空分装置共同提供氧气。

400m3贮槽内槽呼吸阀由于资料不齐未装，用一只DN50的截止阀常开代替。

贮槽外筒表面没有结霜、”冒?quot;现象，运行正常。

二、事故发生时间及贮槽破坏后的基本情况:事故发生于99年5月11日晚7时40分，此时正有一辆4m3LO槽车在充装LO。

事故发生时未见有火光、烟雾，只听到两次巨大的很沉闷的响声。

事故使贮槽内筒体与底板整圈焊缝断开，外筒顶盖与外筒体焊缝处整圈断开，外筒顶盖坠落在LO泵房顶上(口朝上)，内筒体坠落外筒顶盖旁(口朝向50吨液化装置)。

(详情见现场录像和照片)。

液氧储罐爆炸事故案例液氧贮槽爆炸事故

根据现场实况和对全系统的综合分析，可以判定:该400M3LO贮槽的爆炸不是物理因素引起的。

爆炸的根本原因是碳氢化合物进入了400M3LO贮槽的内筒。

恰巧又在不足十分之一液位的状态下向外部LO槽车灌充LO。

低液面操作造成了碳氢化合物的析出和聚集。

碳氢化合物颗粒的相互摩擦和与槽壁的摩擦，使其温度升高并发生了静电放电，引燃了碳氢化合物并在LO中剧烈燃烧，猛烈的爆炸便在一瞬间就发生了。

必须以防止碳氢化合物进入贮槽内筒为主线，采取有效措施，才能避免爆炸事故再次发生。

1一、设备运行情况:XX公司供气厂400m3LO贮槽由杭州制氧机厂设计并提供设备的主体材料，四川简阳低温工程服务公司制造、安装。

89年下半年进场，90年一季度完工交付使用。

93年以前由一万空分装置提供LO贮存。

94年至98年7月期间基本停用。

98年7月50吨液化装置投运后，400m3贮槽又开始贮存LO。

每天进出LO量在38,40吨左右，50吨液化装置的氧气源在今年5月7日前均由三万五空分装置和一万四空分装置共同提供氧气。

5月7日后由三万五空分装置和一万空分装置共同提供氧气。

400m3贮槽内槽呼吸阀由于资料不齐未装，用一只DN50的截止阀常开代替。

贮槽外筒表面没有结霜、”冒?quot;现象，运行正常。

二、事故发生时间及贮槽破坏后的基本情况:事故发生于99年5月11日晚7时40分，此时正有一辆4m3LO槽车在充装LO。

事故发生时未见有火光、烟雾，只听到两次巨大的很沉闷的响声。

(详情见现场录像和照片)。

液氧储罐外部安全防护距离评估

液氧储罐外部安全防护距离评估依据国务院安委会日前印发《全国安全生产专项整治三年行动计划》文件的精神，各地对危险化学品生产及储存单位进行外部安全防护距离评估，氧气站储存及经营的氧气属于《危险化学品目录（2015年版）》中列举的危险化学品，应进行外部安全防护距离评估，氧气属于第2.2类不燃气体，非爆炸性、有毒性气体，不能依据《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法》（GB/T37243-2019）进行评估，因此本文从液氧储罐物理爆炸的角度评估外部安全防护距离，给小型氧气站的选址和安全管理提供参考。

关键词：危险化学品；物理爆炸；外部安全防护距离0引言随着我国经济的发展，城市郊区已向城市化发展，城郊原危险化学品生产与储存企业周边人口越来越密集，已不满足外部安全防护距离要求，危化品企业一旦发生安全生产事故，将对周边群周造成严重的影响，为此全国各地陆续开展危险化学品生产储存企业外部安全防护距离评估，对于外部安全防护距离不符合规范要求的企业采取整改、搬迁等措施，以保证人民群众的生命、财产安全。

氧气在工业生产、建筑施工中应用极广，如氧气焊、金属切割等，城市的发展离不开氧气，氧气站选址与城市的距离既要符合安全防护距离的要求，也得考虑城市用气的运输便捷。

《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法》（GB/T37243-2019）适用于爆炸性、有毒性的危险化学品生产储存企业，对液氧储罐的外部安全防护距离并不适用。

因此，笔者考虑了液氧储罐的理化特性，建立物理爆炸模型，从物理爆炸的冲击波按照超压准则（不考虑超压持续时间和液氧储罐碎片所造成的破坏）来评估液氧储罐的外部安全防护距离。

1评估方法1.1物理爆炸的定义物理爆炸是指物理变化引起的爆炸。

物理爆炸的能量主要来自于甩缩能、相变能、运动能、流体能、热能和电能等。

气体的非化学过程的过压爆炸、液相的气化爆炸、液化气体和过热液体的爆炸、溶解热、稀释热、吸附热、外来热引起的爆炸、流体运动引起的爆炸、过流爆炸以及放电区引起的空气爆炸等都属于物理爆炸。

液氧模拟计算

液氧模拟计算1、液氧体积膨胀倍数计算技改工程设立液氧储罐2只，每只20m3 (3.0MPa), 一旦保温失效，介质处于过热状态，其体积膨胀很大。

经计算，在标准状态下，液氧气化体积膨胀798倍。

因此，液氧等液化气体储罐保温非常重要, 如失效，随着温度的上升，体积膨胀，压力增大，会发生爆炸。

例如,1 只20m3液氧储罐如充装系数为0.85,全部气化会产生13566m3的氧气。

2、如充装系数为0.85的20m3液氧储罐爆破，在静态条件下，40% 浓度的氧气，造成人员中毒的半径R(m)计算：3、1只20m3液氧储罐爆破模拟计算(20m3的液氧储罐，在-130℃、OMPa状态下发生BLEVE爆炸)a.计算E：式中，记——容器爆破前(-130℃、3. OMPa)饱和液氧的蜡，-33.75kJ/kg；—在：，2 E下饱和液氧的焰，-133.69kJ/kg；——容51 t前饱和液氧的燧，3.75kJ/kg・K；—在：S2 :力下饱和液氧的烯，2.94kJ/kg • K；——液；Tb :气压力下的沸点，90.05K；—液；卬i量，此时为13600kg (800kg/m3)o那么E = |_(-33.75 + 1)x90.05]x 13600b.冲击波超压的计算表1、表2、表3分别列出了冲击波超压对人体的损害作用、冲击波对建筑物的破坏作用、lOOOkgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压。

表1冲击波超压对人体的损害作用超压损害作用超压损害作用0.02 〜0.03 0.03 〜0.05稍微损伤听觉器官损伤或骨折0.05 〜0.10>0.10内脏严峻损伤或死亡大局部人员死亡表2冲击波超压对建筑物的破坏作用超压△〃/MP。

破坏作用超压Ao/A/Ri破坏作用0.005 〜0.006门窗玻璃局部破裂0.06 〜0.07木建筑厂房房柱折断,房架松动0.006〜0.01受压面的门窗玻璃大局部破裂0.07 〜0.10砖墙倒塌0.015 〜0.02窗框损坏防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒0.02 〜0.03墙裂缝塌0.04 〜0.05墙大裂缝，房瓦掉下0.20 〜0.30大型钢架结构破坏表3lOOOkgTNT炸药在空气中爆炸时产生的冲击波超压距离R0/m56789101214超压Apo/MPa 2.94 2.06 1.67 1.270.950.760.500.33距离Ro/m1618202530354045超压即o/MRz0.2350.170.1260.0790.0570.0430.0330.027距离Ro/m505560657075超压0.02350.02050.0180.0160.01430.013依据试验数据说明，不同数量的同类炸药发生爆炸时，假如距离爆炸中心的距离R之比与炸药量q三次方根之比相等，那么所产生的冲击波超压相同，公式为:式中，R —目标与爆炸中心距离，m；贝I]= ApoRo —目标与基准爆炸中心的距离，m；90—基准爆炸的能量，TNT当量，kg；4—爆炸时产生冲击波所消耗的能量，TNT当量，kg；△〃一目标处的超压，MPa；。

低温压力容器发生物理爆炸的事故后果模拟分析

ＬｉｕＷｅｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｓａｆｅｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｗｏｒｋ，ｔａｋｉｎｇｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｌａｔｅｎｔｈｅａｔｏｆｃｒｙｏｇｅｎｉｃｌｉｑｕｉｄａｓｂｌａｓｔｉｎｇｅｎｅｒｇｙｄｕｉｒｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｈｙｓｉｃｌａｅｘｐｌｏｓｉｏｎｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｔｍｏｓｐｈｅｉｒｃｌｉｑｕｉｄｓｔｏｒａｇｅ
Ｔ￣／Ｌ＝Ｏ．５８１
ＡＨｖｈ＝６．８７１ｘ１０Ｊ／ｍｏｌ
１蒸发潜热的计算过程某液氧储罐为常压容器，容积为３００ｉｎ，装料系数按Ｏ．９２考虑，液氧储罐中液氧的实际质量为
刘炜，女，１９７０年生，工程师。重庆市，４０００４２。
爆炸的模拟比：
ａ＝Ｏ．１ｑ＝０．９０８
ｔａｎｋ．Ａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｄｅａｔｈｓ，ｃａｓｕａｌｔｉｅｓａｎｄｂｕｉｌｄｉｎｇｄａｍａｇｅｄｅｇｒｅｅｗｈｅｎｔｈｅｌｏｗ— ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｔｍｏｓｐｈｅｉｒｃｌｉｑｕｉｄｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋｅｘｐｌｏｄｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｔｍｏｓｐｈｅｉｒｃｖｅｓｓｅｌ；Ｓａｆｅｔｙｅｖｌｕａａｔｉｏｎ；Ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｐｈｙｓｉｃｌｅａｘｐｌｏｓｉｏｎ；Ａｃｃｉｄｅｎｔｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓ

氧气罐爆炸伤害破坏范围计算

计算压力为3.2MPa,容积为650m 3的氧气罐爆炸冲击波的伤害和破坏范围1、计算氧气罐的爆破能量：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：310)]11013.0(1[1⨯---=pk k k pVEg式中，Eg 为气体的爆破能量（kJ ）， p 为容器内气体的绝对压力（MPa ），V 为容器的容积（m 3），k 为气体的绝热指数，即气体的定压比热与定容比热之比。

根据上式计算氧气罐爆破能量,P=3.2Mpa,V=650m 3,查表氧气的绝热指数k=1.397.)(1028.310)]2.3397.11397.11013.0(1[1397.16502.363kj Eg ⨯=⨯---⨯= 2、将爆破能量Eg 换算成TNT 当量q 。

因为1kgTNT 爆炸所放出的爆破能量为4230～4836kJ ／kg ，一般取平均爆破能量为4500kJ ／kg ，故3、求爆炸的模拟比4、计算氧气罐爆炸时所产生的冲击波超压对应的R1000kgTNT 炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压见表1。

表1 1000kgTNT 炸药爆炸时冲击波超压)7284500kg Eg q Eg q TNT （===0.97280.10.1q )0010q ()q (313131310=⨯====q α根据R=αR0计算氧气罐爆炸时所产生的冲击波超压对应的R，见表2。

表2 氧气罐爆炸时所产生的冲击波超压对应的R超压波对人体的伤害和对建筑物的破坏作用见表3和表4。

表3 冲击波超压对人体的伤害作用表4 冲击波超压对建筑物的破坏作用5、根据表2的数值运用插入法计算出表3和表4 中的超压对应的半径R ，列入表5 和表6。

表5 氧气罐爆炸冲击波超压对人体的伤害作用及范围表6 氧气罐爆炸冲击波超压对建筑物的破坏作用及范围。

爆炸公式汇总

一、物理爆炸能量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：式中,E为气体的爆破能量kJ, 为容器内气体的绝对压力MPa,V为容器的容积m3, k 为气体的绝热指数,即气体的定压比热与定容比热之比;常用气体的绝热指数2、介质全部为液体时的爆破能量当介质全部为液体时,鉴于通常用液体加压时所做的功,作为常温液体压力容器爆炸时释放的能量,爆破能量计算模型如下：式中,El为常温液体压力容器爆炸时释放的能量kJ,p为液体的绝对压力Pa,V为容器的体积m3,βt为液体在压力p和温度T下的压缩系数Pa－1;3、液化气体与高温饱和水的爆破能量液化气体和高温饱和水一般在容器内以气液两态存在,当容器破裂发生爆炸时,除了气体的急剧膨胀做功外,还有过热液体激烈的蒸发过程;在大多数情况下,这类容器内的饱和液体占有容器介质重量的绝大部分,它的爆破能量比饱和气体大得多,一般计算时考虑气体膨胀做的功;过热状态下液体在容器破裂时释放出的爆破能量可按下式计算：式中,E为过热状态液体的爆破能量kJ,H1为爆炸前饱和液体的焓kJ/kg,H2为在大气压力下饱和液体的焓kJ/kg,S1为爆炸前饱和液体的熵kJ/kg℃,S2为在大气压力下饱和液体的熵kJ/kg℃,T1为介质在大气压力下的沸点℃,W为饱和液体的质量kg; 爆炸冲击波及其伤害、破坏模型、超压准则超压准则认为：爆炸波是否对目标造成伤害由爆炸波超压唯一决定,只有当爆炸波超压大于或等于某一临界值时,才会对目标造成一定的伤害;否则,爆炸波不会对目标造成伤害;研究表明,超压准则并不是对任何情况都适用;相反,它有严格的适用范围,即爆炸波正相持续时间必须满足如下条件：ωT>40式中：ω为目标响应角频率1/s,T为爆炸波持续时间s、冲量准则冲量准则认为,只有当作用于目标的爆炸波冲量达到某一临界值时,才会引起目标相应等级的伤害;由于该准则同时考虑了爆炸波超压、持续时间和波形,因此比超压准则更全面;冲量准则的适用范围为：ωT≤40、超压—冲量淮则房屋破坏式中Δps和Δ：分别为爆炸波超压和砖木房屋破坏的临界超压Pa,is和：分别为爆炸波冲量和砖木房屋破坏的临界冲量Pa·s,C为常数,与房屋破坏等级有关Pa2·s、冲击波超压的计算根据爆炸理论与试验,冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关,同时也与距离爆炸中心的距离有关;冲击波的超压与爆炸中心距离的关系为：式中：ΔP为冲击波波阵面上的超压,MPa ；R 为距爆炸中心的距离,m；q为爆炸时产生冲击波所消耗的能量,kgTNT;、冲击波超压的计算TNT 在无限空气介质中爆炸时,空气冲击波峰值超压计算式为：、冲击波超压的计算将物理爆炸能量换算成TNT当量q因为1 kg TNT爆炸所放出的爆破能量为4 230 ～ 4 836 kJ / kg ,一般取1 kg TNT 爆炸所放出的平均爆破能量为4 500 kJ / kg,故其关系为：、爆炸死亡概率计算方法首先通过爆炸的事故后果模型得出计算位置处的冲击波超压数值,然后通过冲击波超压概率方程确定死亡概率冲击波超压伤害概率方程通常使用Purdy等人的经典概率方程：、人员非均匀分布时的死亡人数计算方法总死亡人数计算式：式中：N为总的死亡人数；D i为第i个网格的人口密度；S为网格面积；v i为第i 个网格的个人死亡率；n为网格的数目;ni第i个网格中的人数;个人死亡率3、水蒸汽锅炉爆炸后果计算、锅炉汽包爆炸能量计算特别在临界和亚临界锅炉、大功率锅炉情况下气液共存压力容器爆炸后果计算爆炸能量计算装压缩气体的压力容器爆炸后果计算爆炸能量计算装液体的压力容器爆炸后果计算爆炸能量计算爆源的一般特征爆源的爆炸长度的定义比例长度的定义比例超压的定义比例冲量的定义发生在理想气体中的点源爆炸,比例超压和比例冲量可以用下面的公式计算：对于发生在空气中的点源爆炸,比例冲量可以用下面的公式计算可压缩爆炸性气体,半径为Re的球形爆源的爆炸情况假设爆源能量E瞬间释放到源体积中,在能量释放过程中爆源体积不会发生膨胀,爆源能量E可写成：由爆源的爆炸长度的定义,代入上式可得式中Pe为定容爆炸产生的气体压力,k为爆炸产生的气体混合物的定压比热与定容比热之比,即绝热指数;对于烃~空气混合物爆炸Pe/P0≈8,k≈,代入上式计算,得到：Re/R0≈;也就是说,常见的烃~空气混合物瀑炸的爆源半径近似是爆炸长度的1/5;这说明这种爆源的能量密度比较高,随后的空气爆炸波的衰减规律与点源爆炸产生的爆炸波的衰减规律不应该有显着的不同,因此,爆炸波的比例超压、比例冲量等参数可以根据比例长度计算,尤其是在冲击半径远远大于源半径的情况下;对于TNT这样的凝聚相炸药爆炸,Pe≈100MPa,则Re/R0≈,爆源尺寸与爆炸长度相比可以忽略;因此,凝聚相炸药爆炸可以近似看作点源爆炸,除了离装药表面很近的区域外,凝聚相炸药爆炸产生的爆炸波行为与点源爆炸产生的爆炸波行为没有多大差别;可见,爆源半径与爆炸长度之比Re/R0可以衡量有限源爆炸与点源瀑炸产生的爆炸波的相似程度;该比值越接近于零,有限源爆炸产生的爆炸波越接近于点源爆炸产生的爆炸波;如果能量释放不是瞬间的,设能量释放持续时间为tR,则可以定义特征速度vr=Re/tR;例如,对于蒸气云爆炸,特征速度表示有效火焰速度或爆轰速度;如果反应速度是超声速的,即特征速度大干源介质的初始声速c0,则反应阵面前的物质不受波传播过程的扰动;源体积能量释放过程中保持不变;如果反应速度是亚声速的,即特征速度小于源介质的初始声速,则反应阵面前的介质被扰动;在这种情况下,由于热量释放,产物膨胀,使反应阵面位移,在燃烧完成时刻t=tR,源最终体积大于初始体积;对于典型的烃~空气混合物,能量释放完毕时的爆源半径近似为爆源初始半径的2倍,即RR/Re≈2;用爆炸释放总化学能来计算爆炸长度,则下式成立由爆源的爆炸长度的定义,代入上式可得为燃料—空气混合物的密度式中Hc为燃料—空气混合物的燃烧热J/kg,ρ为燃料—空气混合物中的声速m/s ;kg/m3,C对于典型的烃—空气混合物爆炸,取典型值从Hc/c02≈20, 得到：Re/R0 ≈ ;由于爆源的真实半径近似为初始半径的2倍,因此,爆源的真实半径近似为爆炸长度的倍,即RR/R0≈ ;这就是说,如果能量释放不是瞬间的,且反应速度是亚声速的,那么,爆源尺寸接近爆炸长度,瀑源的能量密度比较低,爆炸产生的空气爆炸波的行为与点源爆炸产生的空气爆炸波的行为有比较大的偏离;当然,冲击距离越远,这种偏离越小;在爆炸远场,这种偏离会完全消失;因为在爆炸远场,所有爆炸产生的爆炸波超压服从同样的衰减规律,即：爆炸场分区当爆炸波从爆源由近及远向外传播时,人们一般将爆炸场分成三个区,即：爆炸近场区爆炸波压力非常大,环境压力可以忽略不计;同时,爆炸波参数有分析解;爆炸中场区近场区外是中场区,在中场区爆炸波参数仍然很大,足以造成人员伤亡和建筑物、设备等的严重破坏,因此,研究中场区的爆炸波特性具有十分重要的意义;中场区爆炸波参数没有分析解,只有数值解;爆炸远场区远场区的爆炸波参数有近似的分析解;因此,如果知道远场区某点的爆炸波压力—时间历程,就能容易的求得远场区其他位置的爆炸波参数;由于TNT是一种常见的典型凝聚相炸药,就以TNT在平整地面上发生的爆炸事故为例,研究凝聚相爆炸事故的伤害机理,建立凝聚相爆炸事故的伤害模型,预测凝聚相瀑炸事故的严重度;如果是其它凝聚相爆炸危险品爆炸事故,可以先将参与爆炸的危险品质量转换为当量TNT质量,然后使用TNT爆炸事故伤害模型预测爆炸事故的严重度;求当量TNT质量的计算公式为式中WTNT 是当量TNT质量kg,W是实际参与爆炸事故的凝聚相爆炸品质量kg,QE是实际参与爆炸事故的凝聚相爆炸品爆热J/kg,QTNT为TNT爆热J/kg ;凝聚相爆炸事故伤害模型的总体思路及关键参数建立凝聚相爆炸事故伤害模型的总体思路是：分析凝聚相爆炸产生的爆炸波伤害效应分析爆炸火球热辐射伤害效应分析爆炸破片伤害效应分析爆炸波作用下房屋倒塌伤害效应在分析和比较各种伤害半径相对大小的基础上,提出预测凝聚相爆炸事故严重度的具体方法影响凝聚相爆炸事故严重度预测结果的关键参数有：凝聚相爆炸品的质量、爆热、爆源周围房屋密集程度、室内人员密度、室外人员密度和财产密度等;爆炸波对人的直接伤害爆炸波对人的直接伤害是指爆炸产生的爆炸波直接作用于人体而引起的人员伤亡;White认为,人和哺乳动物对入射超压、反射超压、动态超压、最大超压上升时间和爆炸波持续时间十分敏感;冲量也是影响伤害程度的重要因素;除了上述爆炸波特性参数外,影响伤害程度的因素还有环境压力、动物类型、体重、年龄、与爆炸波的相对方位等;研究表明,人体中相邻组织间密度差最大的部位最易遭受爆炸波的直接伤害;对人而言,肺是最易遭受爆炸波直接伤害的致命器官,肺遭受伤害的生理~病理效应多种多样,如肺出血、肺气肿、肺活量减小等,严重时导致死亡;耳是最易遭受爆炸波直接伤害的非致命器官;考虑爆炸波的伤害可以从考虑肺伤害和耳伤害入手;爆炸波对肺的伤害在研究爆炸波对肺的伤害时,不同研究人员的研究思路和使用的伤害准则不尽相同;下面介绍文献中出现的两个肺伤害模型,并通过数值计算和回归分析,推导肺伤害致死半径的具体计算公式：爆炸波对肺的伤害——肺伤害模型一1990年,Pietersen提出了一个估计肺伤害致死半径的初步设想;下面的算法是对该设想的完善和具体实现超压和冲量计算由于凝聚相爆炸可近似看成点源爆炸,因此可应用发生在理想气体中的点源爆炸,比例超压和比例冲量计算式,计算爆炸产生的爆炸波超压ΔPs和冲量is;由于是地面爆炸,式中爆源能量应取实际爆源能量的倍;爆炸波对耳的伤害死亡半径计算人耳是最易遭受爆炸波伤害的非致命器官;Eisenberg认为,入射超压只需44kPa即可造成50％耳鼓膜破裂;相应的回归方程分别为：W为爆源当量TNT质量kgTNT整个身体位移时的撞击伤害整个身体位移时的撞击伤害是指人体在爆炸波超压和爆炸气流的作用下,被抛入空中并发生位移,在飞行中与其他物体发生撞击,从而受到的伤害;这种伤害既可在加速阶段发生,又可在减速阶段发生,但在后一种情形下,伤害往往更严重;减速撞击伤害程度由撞击后的速度变化、撞击持续时间、距离、被撞击表面的类型、性质、被撞击的人体部位和撞击面积等因素决定;撞击死亡超压假设撞击发生在减速阶段,被撞击面为刚性表面,White据此推导出,头部撞击死亡概率为50%时所需要的撞击速度为5.49m/s,整个身体撞击导致50%死亡概率时所需的撞击速度为16.46m/s;Baker和Cox等人,假设人体在空气动力学上近似为圆柱体,长径比为,空气阻力系数取,环境压力取101350Pa,环境声速取340.29m/s;由此推导出头部撞击50%死亡率曲线和身体撞击50%死亡率曲线爆炸波作用下头部撞击50%死亡率曲线图整个身体位移时的撞击伤害撞击死亡超压对头部撞击50%死亡率曲线进行拟合得到爆炸波作用下身体撞击50%死亡率曲线图对身体撞击50%死亡率曲线进行拟合得到爆炸波对人的直接伤害整个身体位移时的撞击伤害头部是最容易遭受机械伤害的致命部位;在减速撞击过程中,除头部伤害以外,其他致命的内部器官也可遭到伤害,或发生骨折;应该指出,被掩击的人体部位是随机的;头部撞击头朝前致死距离的回归方程为：W为爆源当量TNT质量kgTNT整个身体随机撞击致死距离的回归方程为：为爆源当量TNT质量kgWTNT爆炸火球模型火球直径、持续时间与药量之间一般具有如下的指数关系式中D为火球直径m,W为爆炸消耗的燃料质量kg,t为火球持续时间s,a、b、c、d 为经验常数;常见的爆炸火球模型爆炸火球模型式中D为火球直径m,t为火球持续时间s, θ为火球温度K,W为火球中消耗的燃料质量kg;火球热辐射的传播为了估计爆炸火球的伤害距离,必须知道火球热辐射的传播规律;在不考虑空气对热辐射吸收作用的情况下,Baker和Cox等人得到了下面的热辐射传播公式：式中q为热通量w/m2,Q为热剂量J/m2,W为火球中消耗的燃料质量kg,θ为火球温度K,R为到火球中心的距离m,G为常量,F为常量,B为常量×104,D为火球直径m;代入火球直径表达式,可得如果己知目标伤害的临界热剂量Qcr,火球消耗燃料质量W和火球温度θ,利用上式就可以计算火球的伤害距离;爆炸火球的伤害距离在瞬间火灾条件下,伤害程度只取决于接受到的热剂量,其一度灼伤、二度灼伤、死亡和引燃木材的临界热剂量分别为172kJ/m2、392kJ/m2、592kJ/m2和1030kJ/m2;火球的伤害距离表达式简化为：从式中可见,伤害距离与火球温度无关;将常量B=×104和一度灼伤、二度灼伤、死亡、引燃木材的临界热剂量172kJ/m2、392kJ/m2、592kJ/m2、1030kJ/m2代入火球伤害距离式,得：破片伤害效应由于从爆炸中获得巨大的初始动能,爆炸产生的破片能够在空中飞行很远的距离,并能伤害飞行中遇到的目标;爆炸破片分成初始破片和次生破片两大类;初始被片是装药壳体或储存容器破裂产生的破片次生破片则是爆炸近场物体在爆炸波作用下产生的破片储存容器破裂通常只产生1~2块大破片,而装有炸药的炮弹或容器爆炸则能产生很多小破片;尽管这些小破片形状不规则,但它们基本上是短粗状的,各个方向的几何尺寸具有相同的数量级,破片质量一般不超过1g,爆轰装药壳体的破片速度一般是储存容器破片速度的十倍以上,达到每秒几十米;爆炸近场的各种物体,从建筑材料一直到地面上的树木、花草、庄稼和蔬菜,都可以成为次生破片;次生破片的飞行速度、飞行距离和穿透能力一般比初始破片小得多,但仍有可能对它遇到的目标造成伤害;破片速度可以通过爆源能量来估计;有壳药柱爆炸产生的破片,初始动能一般是爆源能量的20%~60%;因此,破片初始速度可用下式计算：式中V'是破片初始速度m/s,E是破片初始动能J,W是破片质量kgClancey假设各种尺寸的装药能将破片推进同样的距离,据此推导出TNT爆炸产生的壳体破片多数具有以下的初始速度：薄壳体,2438m/s；中等厚度壳体,1829m/a；厚竞体,1219m/s;尽管Clancey所作的假设不尽合理,因为大尺寸装药能将破片推进更远的距离,但他估计出的破片初始速度对爆炸破片的初步危险性分析很有帮助;Clancey同时建议用下面的经验式估计破片的飞行距离式中：X代表飞行距离m,V代表破片飞行X米路程后的速度m/s,k是常数,超声速飞行时为,亚声速飞行时为,a是阻力系数,与破片形状和飞行方向有关,破片越规则和对称,阻力系数越小;a的取值范围一般为：~;破片穿透建筑材料的能力用下式来估计是破片穿透距离m,k、a和b是常数,取值与目标材料的性质密切相关,对式中：d1混凝土材料,取值分别为：18×10-6、和；对泥砖材料,取值分别为：23×10-6、和：对中等强度钢材,取值分别为：6×10-5、和;应用上式时应该注意两点：不规则形状的破片,其穿透能力只有计算值的一半；而坚锐的破片,其穿透能力比计算值更大;因此,在估计破片的穿透距离时,从安全的角度考虑, 上式计算出的穿透距离应再乘以、的安全系数;破片穿透皮肤可能引起人的死亡;死亡可能性大小与破片质量与撞击速度有关;荷兰应用科学研究院的研究结果表明,它们之间存在如下关系：式中：Pr为死亡几率单位非穿透性破片的质量和速度如果足够大,同样可以造成人员伤亡;荷兰应用科学研究院通过实验研究,推导的非穿透性破片撞击死亡几率单位方程为：英国炸药储存与运输委员会认为,破片的撞击动能必须大于或等于80J,才能够将人撞击致死;该委员会还建议,如果落入地面的破片密度为每56m2一块破片,则在室外开阔地面,人被破片击中的概率为1%;爆炸波对房屋的破坏爆炸能不同程度地破坏周围的房屋和建筑设施,造成直接经济损失;房屋的破坏程度不但与爆源性质、爆源总能量、房屋离爆源距离有关,而且与房屋本身的结构有关常见的房屋结构可以分为以下几类：钢筋结构混凝上结构钢筋混凝土结构砖石结构为了得到爆炸波与房屋破坏之间的关系,确定炸药库房与周围房屋之间的安全距离,英国炸药储存与运输委员会对100次爆炸事故进行了系统的调查研究;被调查的爆炸事故涉及到的炸药有TNT、硝化甘油、硝化棉和铝未混合炸药,药量从136.1kg到×106kg;1968年,Jarrett对英国炸药储存与运输委员会所做的这些工作进行了归纳和总结,提出了英式砖石结构房屋破坏程度与药量、距离间的如下关系式：式中R为爆炸波作用下的房屋破坏半径m,K为常量,与房屋破坏程度有关;Jarrett 将房屋的破坏程度分为A、B、Cb、Ca和D五级,其中A级破坏最严重,D级破坏最轻微;对K的取值分别为、、、28和56;房屋破坏等级分类A类破坏是指房屋几乎被完全摧毁；B类破坏是指房屋50%~75%的外部砖墙被摧毁,或不能继续安全使用,必须推倒；Cb类破坏是指屋顶部分或完全坍塌,或1~2个外墙部分被摧毁,或承重墙严重破坏,需要修复；Ca类破坏是指房屋隔板从接头上脱落,房屋结构至多受到轻微破坏；D类破坏是指屋顶和盖瓦受到一定程度的破坏,10%以上的窗玻璃破裂,房屋经过修复可继续居住;利用上式计算出的破坏距离应作如下理解：破坏距离以内的房屋全部遭受相应程度的破坏,而破坏距离以外的房屋无一遭受相应程度的破坏;或者说,破坏距离以内没有遭受相应程度破坏的房屋正好被破坏距离以外遭受相应程度破坏的房屋抵消;在实际发生的爆炸事故中,房屋倒塌是人员伤亡的一个重要原因;但室内人员因房屋倒塌死亡的概率与房屋的倒塌程度和房屋倒塌的突然程度有密切关系;因为,如果房屋倒塌之前有警告,人们就可以根据危险的严重性和紧迫性,采取不同的应对措施,如跑到室外,或呆在室内比较安全的地方,从而降低伤亡的概率;为了估计房屋倒塌的死亡人数,Withers和Lees对历史上的大量爆炸案例进行了分析,得到了爆源质量、室内人员密度与房屋倒塌致死人数间的关系：式中：N为房屋倒塌致死人数人,a为在室内的人,因房屋倒塌而死亡的概率,ρ为室内人员密度人/m2,R为爆炸使英式砖石房屋破坏得不能居住的最大距离m;应用上式时要注意两点：爆炸必须发生在建筑密集地区;爆炸必须是突然发生的,事前无警告,因而房屋倒塌时人们无法采取预防措施;爆炸使英式砖石房屋破坏得不能居住的最大距离凝聚相爆炸事故严重度预测方法到目前为止,已经讨论了凝聚相爆炸事故的爆炸波伤害效应、火球伤害效应、破片伤害效应和房屋倒塌伤害效应,推导或介绍了各种伤害效应的作用范围,比较了它们的相对大小;下面将在此基础上提出凝聚相爆炸事故严重度预测方法;基本假设为了预测凝聚相爆炸事故的严重度,需要用到如下假设：爆炸事故指凝聚相爆炸品在平整地面突然发生的无约束或弱约束爆炸事故,人们来不及采取任何躲避措施;只考虑房屋倒塌对室内人员产生的伤害效应,不考虑对室外人员产生的伤害效应,也不考虑初始破片和热辐射产生的伤害效应;死亡半径指爆炸波作用下头部撞击致死半径；重伤半径指50%耳鼓膜破裂半径；轻伤半径指1%耳鼓膜破裂半径;财产损失半径指爆炸波作用下砖石房屋Cb级破坏半径;室内平均人员密度和室外平均人员密度分别为ρ1和ρ2人/m2,平均财产密度为ρ3万元/m2,房屋占地百分比为f预测凝聚相爆炸事故严重度时,只考虑事故造成的直接财产损失和人员伤亡折合财产损失,不考虑事故造成的间接财产损失;预测凝聚相爆炸事故严重度的步骤如下：输入模型参数爆炸品质量Wkg、爆热QE J/kg、室内人员密度ρ1人/m2、室外人员密度ρ2人/m2、财产密度ρ3万元/m2、房屋占地百分比f将爆源质量W算成当量TNT质量WTNTkg;计算爆炸波作用下头部撞击致死半径R1m;计算爆炸波作用下耳鼓膜50％破裂半径R2m;计算爆炸波作用下耳鼓膜1%破裂半径R3m;计算砖石房屋Cb级破坏半径R4m;计算房屋破坏得不能居住半径R5m;按下式计算死亡人数N1人：式中：a为室内人员因房屋倒塌死亡的概率;上式右边第一项代表室内爆炸波直接致死人数,第二项代表室外爆炸波直接致死人数,第三项代表爆炸波作用下室内人员因房屋倒塌死亡人数;当房屋破坏得不能居住半径R5m大于耳鼓膜50%破裂半径R2m时,按下式计算重伤人数N2人：式中常量b是房屋倒塌中室内人员受重伤概率,建议b=上式右边第一项代表室内爆炸波直接致重伤人数,第二项代表室外爆炸波直接致重伤人数,第三项代表爆炸波作用下室内人员倒塌受重伤人数;当房屋破坏得不能居住半径R5m小于耳鼓膜50%破裂半径R2m时,按下式计算重伤人数N2人：上式右边第一项代表室内爆炸波直接致重伤人数,第二项代表室外爆炸波直接致重伤人数;当耳鼓膜50%破裂半径R2m、耳鼓膜1%破裂半径R3m和房屋破坏得不能居住半径R5m依次增大时,按下式计算轻伤人数N3人：式中常量c是房屋倒塌中室内人员受轻伤概率,取c=;右边第一项代表室内爆炸波直接致轻伤人数,第二项代表室外爆炸直接致轻伤人数,第三项代表爆炸波作用下室内人员因房屋倒塌受轻伤人数;当耳鼓膜50%破裂半径R2m、房屋破坏得不能居住半径R5m和耳鼓膜1%破裂半径R3m依次增大时,按下式计算轻伤人数N3人：右边第一项代表室内爆炸波直接致轻伤人数,第二项代表室外爆炸直接致轻伤人数,第三项代表爆炸波作用下室内人员因房屋倒塌受轻伤人数;当房屋破坏得不能居住半径R5m、耳鼓膜50%破裂半径R2m和耳鼓膜1%破裂半径R3m依次增大时,按下式计算轻伤人数N3人：右边第一项代表室内爆炸波直接致轻伤人数,第二项代表室外爆炸直接致轻伤人数;凝聚相爆炸事故造成的财产损失S1万元按下式计算：。

物理爆炸模型

从物质的危险有害因素识别和分析中可以看出，氧、氩、氮和二氧化碳虽然化学性质稳定，属于不燃气体，但是其在储罐中为液体，在气瓶中氧、氩、氮为压缩气体，二氧化碳为液体。

因超压有可能产生物理爆炸，因而具有一定的危险性。

对氧气储罐发生爆炸事故进行模拟分析。

假设储罐区30m3液氧储罐瞬间发生物理爆炸，对其造成的破坏程度进行理论计算1、首先计算爆破能量容积为30m3，工作压力为0.8MPa的液氧储罐发生物理爆炸意外事故，其压缩气体爆破能量值为：E g=2.5pV[1-(0.1013/p)0.2857] ×103令：C g=2.5p [1-(0.1013/p)0.2857] ×103则：E g=Cg×V=1.1×103×30=33×103（KJ）。

式中：E g—为气体爆破能量，单位KJ。

C g—为压缩气体爆破能量系数，单位KJ/m3。

V—是液氧储罐的容积。

2、将爆破能量计算成TNT当量：将爆破能量换算成TNT当量q。

因为1kg TNT爆炸所放出的爆破能量为4230-4836 kJ，一般取平均爆破能量为4520kJ，故其关系为：q= Eg/4500=33×103/4500≈7.3kg（TNT）3、求爆炸模拟比aa=q/q0=0.1×q1/3≈0.1×1.94≈0.1944、求出在1000kg TNT爆炸实验中的相当距离R0，R0=R/α。

附表2-1 1000kg TNT爆炸时的冲击波超压5、根据R0的值在附表2-1中找出距离为R0处的超压P∆，此即所求距离为R处的超压。

附表2-2距离为R处对应的超压6、根据超压P∆的值，找出对人员和建筑的伤害、破坏作用。

计算结果如下表附表2-3 物理爆炸时的冲击波对人和建筑物的伤害、破坏作用。

爆炸能量系数

水蒸气爆炸能量系数explosive energy coefficient of steam 不同压力下每立方米水蒸气的爆炸能量，kgf·m／m3。

水蒸气爆炸力计算公式：(1)式中，Lg为水蒸气爆炸力，kgf·m；P为水蒸气绝对压力，kgf／cm2；V为水蒸气容积，m3；K为水蒸气的绝热指数。

若将干饱和蒸汽K＝1．135代入(1)式，则干饱和蒸汽爆炸力为：(2)令(3)则(4)式中，Lg与V的物理意义与(1)式相同；Cg为干饱和水蒸气爆炸能量系数，kgf·m／m3(表3—4)。

表3—4 常用压力下干饱和蒸汽爆炸能量系数绝对压力，kgf／cm2爆炸能量系数，kgf·m／m34 6 9 14 20 3145000 85000 150000 280000 620000 7700001kgf／cm2=98．0665kPa，1kgf·m＝9．80665J。

(安全文化网)高温饱和水爆炸能量系数explosive energy coefficient of high temperature saturated water 不同压力下1m3的高温饱和水在大气压力下迅速蒸发汽化的爆炸能量。

高温饱和水爆炸力计算公式参见“高温饱和水爆炸力”。

为简化计算，将各种饱和压力下的饱和水的焓i1和熵S1代入高温饱和水爆炸能量公式，并把饱和水重量换算成体积，则得饱和水爆炸能量：L W＝C W V式中CW是饱和水爆炸能量系数，kgf·m／m3；V是饱和水所占的容积，m3。

常用压力下饱和水爆炸能量系数见表3—14。

表3—14 常用压力下饱和水爆炸能量系数绝对压力，kgf／cm2爆炸能量系数，kgf·m／m34 6 9 14 26 31 960000 1700000 2700000 4100000 6700000 7700000lkgf/cm2=98．0665kPa，1kgf·m=9．80665J。

液氧储罐TNT爆炸模型计算

液氧储罐TNT爆炸模型计算对储存带压液态气体储罐采用定量计算方法，预测压缩气体容器爆炸事故后果，并对计算后果进行分析。

以0.8Mpa工作压力的20 m3液氧储罐进行计算分析如下：假设发生意外事故，0.8Mpa工作压力的20m3液氧储罐瞬间发生物理爆炸，对其造成的破坏程度进行理论计算为：1）、容积为20m3、工作压力为O．8MPa的液氧储罐发生物理爆炸意外事故，其压缩气体爆破能量值将有：Eg=Cg×V=1.1×103×20=2.2×104(kJ)。

式中：Eg为气体爆破能量，单位KJ。

Cg为压缩气体爆破能量系数，单位KJ／m3。

V是液氧储罐容积。

2）、折算成TNT当量为：1Kg TNT爆炸所发出的爆炸能量为4230 KJ-4836 KJ，取平均爆破4500KJ／Kg计算。

q=Eg／4500=2.2×104／4500 ≈4.89kg(TNT)3）、爆炸模拟比为a：a：0.1×4.891／3≈0.1×1.7≈0.174）、求出在1000KgTNT爆炸试验中相当距离Ro 的相应值：公式： Ro=R／a按照模拟比值和1000Kg TNT在空气中爆炸试验中所产生的冲击波距离Ro/m值计算结果见表5-7。

表5-7 1000Kg TNT爆炸时的冲击波超压数值距离Ro/m 5 6 7 8 9 10 12 14超压Po／Mpa 2.94 2.06 1.67 1.27 0.95 O．76 0.50 O．33距离Ro／m 16 18 20 25 30 35 40 45 超压△Po／Mpa O．2350.17 0.126 0.079 0.057 0.043 0.033 0.027 距离Ro／m 50 55 60 65 70 75超压△Po／Mpa 0.0235 0.0205 0.018 0.016 0.0143 0.0135）、从表5-8和表5-9中得到液氧储罐爆炸所造成的冲击波对人体的伤害作用和对建筑物的破坏作用。

一个氧气瓶爆炸半径计算

4.2物理爆炸事故后果模拟4.2.1模拟计算本项目选取氧气瓶作为预测评价单元。

20℃时，氧气气瓶的爆炸极限压力为1.9MPa ，气瓶容积为40L ；计算发生爆炸事故时的危害程度，计算公式如下：①当压力容器中的介质为压缩气体时，其以气态形式存在而发生物理爆炸的能量为：式中：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，m 3；k —气体的绝热指数，及气体的定压比热与定容比热之比。

②将能量Eg 换算成TNT 当量q ： q = Eg / q TNT = Eg / 4500 ③求出爆炸的模拟比α α＝（q /1000）1/3④求出在1000kgTNT 爆炸试验中的相当距离R 0 R 0＝R ／α⑤根据R 0值找出距离为R 0处的超压△P 0，此即所求距离为R 处的超31101013.011⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-k k gP k PV E压。

根据超压△P0找出爆炸对人员和建筑物的伤害和破坏作用。

根据公式事故后果模拟计算结果见表4-1所示。

表4-1 事故后果模拟计算表4.2.2事故后果分析⑴爆炸的伤害分区爆炸的伤害分区即为人员的伤害区域。

为了估计爆炸所造成的人员伤亡情况，本项目的爆炸伤害分区情况见表4-2所示。

表4-2 爆炸伤害分区表⑵建筑物及设施的破坏分区爆炸能不同程度的破坏周围的建筑物和设施等，造成直接经济损失。

根据爆炸破坏模型，可估计建筑物的不同破坏程度，据此可将爆炸源周围划分为几个不同的区域。

本项目爆炸建筑物破坏情况见表4-3所示。

表4-3建筑物破坏情况表死亡半径R=13.6（W TNT/1000）0.37=13.6（0.021/1000）0.37=0.25m。

液氧储罐TNT爆炸模型计算

对储存带压液态气体储罐采用定量计算方法，预测压缩气体容器爆炸事故后果，并对计算后果进行分析。

式中：Eg为气体爆破能量，单位KJ。

Cg为压缩气体爆破能量系数，单位KJ／m3。

V是液氧储罐容积。

2）、折算成TNT当量为：1Kg TNT爆炸所发出的爆炸能量为4230 KJ-4836 KJ，取平均爆破4500KJ／Kg计算。

表5-7 1000Kg TNT爆炸时的冲击波超压数值距离Ro/m 5 6 7 8 9 10 12 14超压Po／Mpa 2.94 2.06 1.67 1.27 0.95 O．76 0.50 O．33距离Ro／m 16 18 20 25 30 35 40 45 超压△Po／Mpa O．235 0.17 0.126 0.079 0.057 0.043 0.033 0.027 距离Ro／m 50 55 60 65 70 75超压△Po／Mpa 0.0235 0.0205 0.018 0.016 0.0143 0.0135）、从表5-8和表5-9中得到液氧储罐爆炸所造成的冲击波对人体的伤害作用和对建筑物的破坏作用。

物理爆炸模型

因超压有可能产生物理爆炸，因而具有一定的危险性。

对氧气储罐发生爆炸事故进行模拟分析。

式中：E g—为气体爆破能量，单位KJ。

C g—为压缩气体爆破能量系数，单位KJ/m3。

V—是液氧储罐的容积。

2、将爆破能量计算成TNT当量：将爆破能量换算成TNT当量q。

附表2-1 1000kg TNT爆炸时的冲击波超压5、根据R0的值在附表2-1中找出距离为R0处的超压P∆，此即所求距离为R处的超压。

附表2-2距离为R处对应的超压6、根据超压P∆的值，找出对人员和建筑的伤害、破坏作用。

计算结果如下表附表2-3 物理爆炸时的冲击波对人和建筑物的伤害、破坏作用。

气瓶爆炸计算

本项目中最可能发生事故是氧气钢瓶发生物理爆炸，具体分析如下：TNT当量计算当氧气钢瓶发生爆炸时，气体膨胀所释放的能量（即爆破能量）不仅与气体压力和储罐的容积有关而且与介质在容器内的物性相态相关。

氧气为非热力气体，无焓值、熵值；承压状态下称压缩气体，承压钢瓶破裂时属物理性爆炸；其能量计算，与瓶内压力、瓶体容积、气体绝热指数有关。

本项目中运用压缩气体爆破能量计算模型计算，其释放的爆破能量为：Eg=2.5PV/（k-1）[1-(0.1013/p)k-1/k] ×103式中, 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，此处取1.4；令：Cg=2.5P[1-(0.1013/P)0.2857]×103则：Eg= Cg·V式中, Cg–常用压缩气体破能量系数，kJ/m3，此处取值为 1.1×103 kJ/m3；本项目氧气实瓶储存量为400个，假设均发生爆炸，则V=16m³；则Eg= Cg·V=1.1×103 kJ/m3×16m³=1.76×104 kJ；将爆破能量换算成TNT当量W TNT。

因为1kg TNT爆炸所放出的爆破能量为4230～4836 kJ，一般取平均爆破能量为4500kJ，故其关系为：W=Eg/4500=1.76×104/4500=0.39㎏，即氧气钢瓶爆炸释放的能量相当于0.39kgTNT爆炸所放出的爆破能量。

冲击波计算1、爆炸模拟比为aa=(q/q0)1/3=(0.39/1000)1/3=0.0732、求出在1000kgTNT爆炸试验中相当距离Ro的相应值Ro=R/a按照模拟比值和1000kgTNT在空气中爆炸试验中所产生的冲击波距离Ro/m值计算结果见下表：表F4.1 钢瓶模拟爆炸产生的冲击波超压数值3、从表F4.2和表F4.3中得到钢瓶爆炸所造成的冲击波对人体的伤害作用和对建筑物的破坏作用。

液化石油气燃爆值计算公式

液化石油气燃爆值计算公式液化石油气（LPG）是一种广泛应用于燃料和能源领域的化石燃料。

它是一种混合气体，由丙烷和丁烷等碳氢化合物组成。

LPG具有高能量密度、清洁燃烧和便捷储存等优点，因此在家庭、商业和工业领域都有着广泛的应用。

在使用LPG作为燃料时，了解其燃爆值是非常重要的。

燃爆值是指燃烧物质在与氧气混合后产生爆炸的最小能量。

对于LPG来说，其燃爆值可以通过一定的计算公式来得到。

下面我们就来介绍一下液化石油气燃爆值计算公式及其相关知识。

首先，我们需要了解一下LPG的主要成分。

液化石油气主要由丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）组成。

在空气中，LPG会与氧气混合，并在一定条件下发生燃烧或爆炸。

燃烧或爆炸的能量取决于LPG与氧气的混合比，也就是化学计量比。

其次，我们需要了解一下燃爆值的计算方法。

对于LPG来说，其燃爆值可以通过下面的计算公式来得到：LPG燃爆值 = （丙烷的体积比例×丙烷的燃烧热值 + 丁烷的体积比例×丁烷的燃烧热值）/（丙烷的体积比例 + 丁烷的体积比例）。

在这个公式中，丙烷和丁烷的体积比例可以通过实验或者相关数据来获取，而丙烷和丁烷的燃烧热值则是已知的常数。

通过这个公式，我们可以得到LPG的燃爆值，从而在使用LPG时更加安全地进行操作。

需要注意的是，LPG的燃爆值是一个重要的安全参数。

在使用LPG作为燃料时，我们需要根据实际情况来确定其混合比和燃爆值，从而合理地进行使用和储存。

此外，在LPG的运输和储存过程中，也需要严格遵守相关的安全规定，以确保其安全使用。

除了燃爆值之外，对于LPG的安全使用还需要注意以下几点：1. 确保储存和使用设施的安全性，包括储罐、管道和阀门等设施的检查和维护；2. 严格控制LPG的使用量和使用条件，避免出现过量使用或者不当使用的情况；3. 在使用LPG时，需要遵守相关的操作规程和安全操作规定，确保操作人员的安全；4. 在LPG的运输和储存过程中，需要遵守相关的法律法规和标准，确保其安全运输和储存。

储罐爆炸计算

1）计算原理低温液体容器爆破所释放出来的能量为气体的能量和饱和液体的能量，由于前者量很小，往往可忽略不计，因为暴沸低温液体爆炸在瞬间完成，所以是一个绝热过程，其爆破能量可用下式计算：1121w 11k k p v p k p -⎡⎤⎛⎫⎢⎥=- ⎪⎢⎥-⎝⎭⎢⎥⎣⎦W ：储罐物理爆炸能量（J ）; P 1：储罐爆炸时压力； P 2：大气压力，取101325pa ；V ：储罐体积（储存最高液位的体积，贮存低温液体时，充装率不得大于0.95，取充装率为0.95。

）K ：气体的绝热指数，（双原子1.4；多原子1.29）（2）储罐的爆炸能计算液氧：P 1=0.785MP ，V=28.5，K=1.4 液氮 P 1=0.785MP ，V=9.5，K=1.4 液氩 P 1=0.785MP ，V=14.25，K=1.4 液态二氧化碳：P 1=2.16MP ，V=28.5，K=1.29所得液氧、液氮、液氩、液态二氧化碳储罐物理爆炸能见表（3）储罐物理爆炸的TNT 当量计算：TNTTNTw w Q =TNT Q =4520 kJ/kg所得液氧、液氮、液氩、液态二氧化碳储罐物理爆炸的TNT 当量见表5）爆炸冲击及伤害破坏（1）爆炸的模拟比α与基准炸药量（1000kg 的TNT ）爆炸模拟比。

30qqa ==（TNT Q /1000）1/3=0.47445所得液氧、液氮、液氩、液态二氧化碳储罐物理爆炸的模拟比α见表（2）基准炸药量（1000kg 的TNT ）爆炸实验中的相当距离R 0=R/a表5.3-1冲击波超压对人体的伤害作用表5.3-2 1000kgTNT 爆炸时的冲击波超压根据表5.3-1的内容，选择冲击波超压的3个阈值0.02、0.03、0.05、用插入法在表5.3-2的内容基础上计算出3个相当距离为56m、42.5m和32.5m。

6）爆炸伤害半径计算根据公式R0=R/a求出该项目液氧、液氮、液氩、液态二氧化碳储罐一旦发生物理爆炸其不同程度的伤害半径见表。

液氧储罐物理爆炸的计算

液氧储罐物理爆炸的计算安评中计算一只0.8MPa、15m3液氧储罐物理爆炸时的TNT当量和冲击波超压伤害/破坏作用。

根据网络计算方法：http://bbs.*.com/viewthread.php?tid=94043具体计算过程：液氧储罐破裂时，氧气膨胀所释放的能量（即爆破能量）不仅与气体压力和储罐的容积有关而且与介质在容器内的物性相态相关。

液氧系永久气体低温液态，非热力气体，无焓值、熵值；承压状态下称压缩气体，承压罐体破裂时属物理性爆炸；其能量计算，与罐内压力、罐体容积、气体绝热指数有关。

故采用压缩气体与水蒸汽爆破能量计算模型计算，其释放的爆破能量为：Eg=式中, 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，取1.4。

则： Eg=2.5pV[1-(0.1013/p)0.2857] ×103令： Cg=2.5p [1-(0.1013/p)0.2857] ×103则： Eg= CgV式中, Cg–常用压缩气体爆破能量系数，kJ/ m3。

压缩气体爆破能量Cg是压力P（0.8MPa）的函数，查表可知Cg=1.1×103则：Eg= CgV=1.1×103×15=1.65×104 kJ将爆破能量换算成TNT当量qTNT。

因为1kg TNT爆炸所放出的爆破能量为4230-4836 kJ，一般取平均爆破能量为4520kJ，故其关系为：q= Eg/qTNT= Eg/4520=3.65 kg即液氧储罐爆炸释放的能量相当于3.65kg TNT爆炸所放出的爆破能量。

化工技术论坛EN 13445-2材料液氧为液化气体，建议按液化气体的爆炸能量计算模式计算：液化气体一般在容器内以气液两态存在。

当容器破裂发生爆炸时，除了气体的急剧膨胀做功外，还有过热液体激烈的蒸发过程。

在大多数情况下，这类容器内的饱和液体占有容器介质质量的绝大部分，它的爆破能量比饱和气体大得多，一般计算时考虑气体膨胀做功。

物理性爆炸能量的计算

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上海虹口怡泉浴室一小型锅炉爆炸台州某浴场锅炉爆炸
后果 11人死亡，3人受伤
1死1伤
2006.7.30 温州某制革厂锅炉超压爆炸 5死4伤
2008.5.27 山东某造纸厂锅炉爆炸
3人死亡
2012.8.5 温州锅炉爆炸事故
13人死亡，14人受伤
2014.3.3 邢台一蒸汽锅炉爆炸
3人死亡
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物理性爆炸能量的计算
一、爆炸概述
爆炸是在极短时间内释放出大量能量，产生高温，并放出大量气体，在周围造成高压的化学反应或状态变化的现象。
爆炸过程
第一阶段：物质的能量以一定的形式转变为强压缩能；
第二阶段：强压缩能急剧绝热膨胀对外做功引起介质变形、移动和破坏。
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—气体绝热指数，见表2-3。
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表2-3 常用气体的绝热指数
空气氮气氧气氢气氯气甲烷
乙烷丙烷
1.4 1.4 1.391 1.412 1.35 1.315 1.18
1.13
正丁烷乙烯丙烯
一氧化碳二氧化碳一氧化氮

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