第三章储运安全技术.ppt

1、爆炸能量组成 压力容器发生爆炸时，能量释放有三种形式 （1）冲击波能量 （2）碎片能量 （3）容器残余变形能量 第6节：爆炸伤害准则 第六十二页，共一百零六页，2022年，8月28日 如果活塞突然向右移动，便有波向右传播。 在扰动传播过程中，扰动介质与未扰动介质之间存在一个界面，这个界面就叫波阵面(Wave front)。 扰动在介质中的传播速度 叫做波速(Wave velocity)。 （要与介质的质点速度区分） 2 、冲击波 波的基本概念 第六十三页，共一百零六页，2022年，8月28日 冲击波 （Shock wave），又称激波，冲击波是由压缩波叠加形成的，是波阵面以突进形式在介质中传递的压缩波。 发生爆炸时，容器内高压气体大量冲出，使周围空气发生扰动，使其状态（压力、密度、温度）发生突跃变化，使其传播速度大于扰动介质的声速，这种扰动在空气中传播就形成冲击波。 第六十四页，共一百零六页，2022年，8月28日 3、超压 在离爆炸中心一定距离的地方，空气压力会随时间发生迅速而悬殊的变化。开始时压力突然升高、产生很大的正压、接着又迅速衰减、在很短的时间内降至负压。如此循环往复数次，压力逐渐衰减。开始产生的最大正压力，就是冲击波波阵面上的超压。 第六十五页，共一百零六页，2022年，8月28日 0 -0.2 0.5 1.0 5 10 15 压力kgf/cm2 冲击波波阵面的负压阶段虽然时间较长，但最大负压值要比最大正压值小很多，仅为最大正压值的几分之一，故在多数情况下冲击波的破坏作用主要是由波阵面上的超压引起的。 时间 第六十六页，共一百零六页，2022年，8月28日 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 超压-距离关系曲线 超压kgf/cm2 m 第六十七页，共一百零六页，2022年，8月28日 4、爆炸伤害准则 （1）超压准则 爆炸波对目标是否构成伤害，由爆炸波超压唯一确定，只有爆炸波超压大于某一临界值，才可能对目标构成破坏。 ΔP ΔPcr 第六十八页，共一百零六页，2022年，8月28日 ? 不同超压对建筑物的破坏作用 超压△P，kPa 破坏情况 4.90～5.88 5．88～9.81 14.71～19.61 19.61～29.42 39.23～49.03 58.84～68.65 68.65～98.07 98.07～196.1 196.1～294.2 门窗玻璃部分破碎 受压面的门窗玻璃大部分破碎 窗框损坏 墙裂缝 墙裂大缝，屋瓦掉下 木建筑厂房屋柱折断，房架松动 砖墙倒塌 防震钢筋混凝土破坏，小屋倒塌 大型钢架结构破坏 第六十九页，共一百零六页，2022年，8月28日 100kg梯恩梯爆炸中心不同距离处冲击波超压 距离，m 15 16 20 25 30 35 超压△P，kPa 91.2 75.3 51.1 32.4 18.8 11.8 第七十页，共一百零六页，2022年，8月28日 超压对人体的伤害 超压ΔP/MPa 伤害程度 0.02～0.03 轻微损伤 0.03～0.05 听觉器官受损或骨折 0.05～0.1 内脏损伤或死亡 0.1 大部分人员死亡 死亡超压：90kPa；重伤超压：44KPa； 轻伤超压：17KPa；财产损失超压：13.8KPa 第七十一页，共一百零六页，2022年，8月28日 （2）冲量准则 由于伤害效应不仅与冲击波超压有关，而且还与持续的时间有关，爆炸波冲量是超压与持续时间的函数。 爆炸波是否对目标构成伤害，取决于爆炸波冲量的大小，如果冲量大于临界值，则目标被破坏。 IIcr 第七十二页，共一百零六页，2022年，8月28日 (3)超压-冲量准则 综合考虑了超压和冲量两个方面，如果超压和冲量共同作用，满足某一临界条件，目标就被破坏。 ΔP——超压； ΔPcr——临界超压； I——冲量； Icr——临界冲量 C——常数，与目标的性质与破坏等级有关。 第七十三页，共一百零六页，2022年，8月28日 物理爆炸的爆炸能 压力容器在内部介质压力作用下发生的爆炸属于物理爆炸。当压力容器内部介质相态不同时，发生物理爆炸时的爆炸能计算公式也不相同。 第7节：物理爆炸伤害分析 第七十四页，共一百零六页，2022年，8月28日 （1）当盛装高压气体的压力容器发生爆炸时，其释放的爆炸能E为： P—爆炸前容器内部介质的压力， Pa V—压力容器的容积，m3 —气体的热容比。 第七十五页，共一百零六页，2022年，8月28日 注意： 热辐射是沸腾液林扩展蒸气间炸事故的主要危害。即沸腾液体扩展蒸气爆炸发生后，主要危害是爆炸产生的火球热辐射，而不是爆炸冲击波。 沸腾液体扩展蒸气爆炸产生的火球具