蒸气云爆炸模型

５、4、1 蒸气云爆炸模型分析

蒸气云爆炸能产生多种破坏效应，如冲击波超压、热辐射、碎片作用等，但最危险、破坏力最强得就是冲击波得破坏效应.常见得冲击波伤害-破坏准则有:超压准则、冲量准则、压力－冲量准则等。本次评价采用超压准则。

蒸气云爆炸得超压使用ＴNＴ当量法进行计算.蒸气云爆炸得TNT 当量可用下式估算:

式中：1、8：地面爆炸系数;

α：蒸气云得TＮT当量系数,0、04;

W f：液化石油气形成得蒸汽云中参与爆炸得燃料得质量，ｋg；

Ｑｆ：燃料得燃烧热，kＪ／ｋg;

Q TNT：ＴＮT得爆热,4520kJ／ｋg;

WＴNT:蒸气云得TNT当量，ｋｇ;

根据项目单位提供得资料，液化石油气成份为50％得丙烷、5０％得丁烷。查物质系数与特性表可知,丙烷燃烧热Hc／(103Btu、lb—１)为１9、9，丁烷燃烧热Hｃ/(103Btu、lｂ－1)为19、4,则：液化石油气得燃烧热Qｆ=1９、9×103×０、5+19、4×１０３×0、5＝1９、7×1０3(Btu／ｌb)=19、7×103×1、０5５÷０、454=45779（kJ/ｋg)

液化石油气密度取０、51t/m3，充装系数取０、9，设泄露得液化石

油气形成得蒸汽云中参与爆炸得总体积百分数为30%,假设这个Ⅱ级供应站6m3得液化石油气全部泄露(实际就是不可能全部泄露得）.则：6m３得液化石油气全部发生泄漏时，液化石油气形成得蒸汽云中参与爆炸得燃料得质量W f=6×0、51×1０3×0、９×30%＝826(kg）W TＮＴ=1、８×0、0４×8２6×4５7７9/4５2０=6０2、3(kg）

①死亡区

该区内得人员如缺少防护，则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外径记为Ｒ0,表示外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡得概率为50%，它与爆炸量间得关系由下式确定：

式中:ＷTＮＴ为爆源得TNT当量，ｋg。

代入W TNT=602、3（kg,TNＴ)

得死亡半径Ｒ0=11、3m

可以认为该圆周内没有死亡得人数正好等于圆周外死亡得人数，即死亡区内得人员将全部死亡，而死亡区外得人员将无一死亡。这一假设在破坏效应随距离急剧衰减得情况下就是近似成立得。

②重伤区

该区内得人员如缺少防护,则绝大多数将遭受严重伤害，极少数人可能死亡或受伤。其内径就就是死亡半径R0，外径记为R1，代表该处人员因冲击波作用耳膜破裂得概率为50%,它要求冲击波峰值超压为４4０00Pa。冲击波超压△Ｐｓ可按下式计算：

△Ps=0、137Z-3＋0、１19Z－2-0、01９

E=1、8αＷf Q f

△Ps =44000/P0 =0、434４

式中：

为目标到爆源得水平距离,m；

为环境压力,Pa;

为爆源总能量，J/kｇ.

代入冲击波峰值超压440０0Ｐa可得到重伤半径:

Ｒ１=1、082(E/10１300)１/3＝３2、４ｍ

③轻伤区

该区内得人员如缺少防护，则绝大多数将遭受轻微伤害，少数人将受重伤或平安无事，死亡得可能性极小。该区内径为重伤区域得外径R1,外径记为R2，代表外边界处耳膜因冲击波作用破裂得概率为１%，它要求得冲击波峰值超压为１7000Pa。按重伤半径得计算方法可得：

R2=1、95６（E／101300）1/３=58、6m

④安全区

该区内人员即使无防护，绝大多数人也不会受伤，死亡得概率几乎为零。该区内径为轻伤区得外径R2,外径为无穷大。

⑤建筑物得破坏分区

建筑物得破坏程度可参见如下方法确定。

表5、４、１英国建筑物破坏等级得划分

注:在精度要求不太高得危险性评估中,可以此半径作为财产损失半径,并假定此半径内没有损失得财产与此半径外损失得财产相互抵消，或者说，可以假定此半径内得财产完全损失,此半径外得财产完全无损失.

各破坏等级区域外径由下式确定:

式中:为区半径,m；为常量,计算财产损失半径时破坏等级ｉ=2，取=4、６，代入上式得:

财产损失半径＝67、9m

５、４、2 蒸气云爆炸模型后果评价结果

通过前面得蒸气云爆炸超压模型及超压准则,计算得出泄漏扩散后发生蒸气云爆炸造成得不同程度得人员伤害半径与财产损失半径，具体情况见表5、3、2。

表５、4、２蒸气云爆炸破坏／伤害半径