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。

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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。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：

E =[（H1-H2）-（S1-S2）T1]W

式中E——过热状态液体的爆破能量，kJ

H1——爆炸前饱和液体的焓，kJ/kg

H2——在大气压力下饱和液体的焓，kJ/kg

S1——爆炸前饱和液体的熵，kJ/（kg•℃）

S2——在大气压力下饱和液体的熵，kJ/（kg•℃）

T1——介质在大气压力下的沸点，℃

W——饱和液体的质量，kg

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4500kJ，故其关系为：

q= E/qTNT= Eg/4500