安全评价理论与方法-第四章 事故危害后果模拟分析.ppt

安全评价理论与方法 第四章 事故危害后果模拟分析 4 事故危害后果模拟分析 章节结构 4.1 爆炸伤害模型 4.2 火灾伤害模型 4.3 泄漏扩散模型 4.4中毒模型 本章复习题 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。 1: 爆炸 2: 火灾 3: 其它 图 1 事故损失分布 4.1 爆炸伤害模型 1）爆炸机理 物理爆炸、气体爆炸、粉尘爆炸、炸药爆炸 2）爆炸伤害准则 超压准则，冲量准则，超压-冲量准则 3）物理爆炸模型 4）气体爆炸模型 蒸汽云爆炸，沸腾蒸汽爆炸（辐射伤害机理） A 凝聚相含能材料爆炸伤害模型 凝聚相含能材料爆炸能产生多种破坏效应，最危险、破坏力最强、破坏区域最大的是冲击波的破坏效应。 a 冲击波伤害准则（超压-冲量准则） 超压-冲量准则认为： 破坏效应由超压△p与冲量I共同决定，它们的不同组合如果满足下列条件就可产生相同的破坏效应： 式中： ---冲击波超压，Pa； ---引起目标破坏的最小临界超压，Pa； C ---目标被破坏的临界冲量； ---常数，与目标性质和破坏等级有关。 b 爆炸死亡区 该区内的人员如缺少防护，则被认为无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外径记为R0.5，表示外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为50％。 R0.5=13.6(WTNT/1000)0.37 式中：WTNT—爆源的TNT当量，kg； WTNT=E/QTNT 式中： E—爆源的总能量； QTNT—TNT爆热，4.52MJ/kg。 B 蒸汽云爆炸的伤害模型 TNT当量法：如果某次爆炸造成的破坏状况与x kgTNT爆炸造成的破坏状况相当，则称此次爆炸的威力为x kgTNT当量。 蒸汽云爆炸的TNT当量： WTNT=αWfQf/QTNT 式中: α —蒸汽云的TNT当量系数， 0.04； Wf—蒸汽云中燃料的总质量，kg； Qf—燃料的燃烧热，MJ/kg； QTNT—TNT爆热，4.12—4.69MJ/kg。 4.2 火灾伤害模型 1）火灾伤害准则：热辐射 2）火灾模型：池火、火球、喷射火 （1）热辐射对人员的影响 （2） 池火灾伤害模型 （3） 沸腾液体扩展为蒸汽爆炸伤害模型 （4）固体火灾伤害模型 （1）热辐射对人员的影响 热辐射剂量是根据热辐射通量（单位:W/m2）和热辐射作用时间来确定的 死亡热通量q1:Pr=-37.23+2.56ln（Tq14/3） 重伤热通量q2:Pr=-43.14+3.0188ln（ Tq24/3 ） 轻伤热通量q3:Pr=-39.83+3.0186ln（ Tq34/3 ） 式中：T－人体暴露于热辐射的时间,s； Pr－伤害几率单位 死亡几率与伤害百分数的关系: 式中:D—死亡百分数,当Pr=5时,D=50％。 同裸露人体的情况相比，由于服装的防护作用，人体实际接收的热辐射强度有所减少，人体实际接收的热辐射强度qc为??? ?qc=βq ????式中，????qc－人体实际接收到的热通量，W/m2；????q－裸露人体接收到的热通量，W/m2；????β－有服装保护时人体的热接收率，取β=0.4。 （2） 池火灾伤害模型 定义：可燃液体（汽油、柴油）泄露后流到地面形成液池，或流到水面覆盖水面，遇到火源燃烧形成的火灾。 a 池直径的计算 当危险单元为油罐或油罐区时，根据防护堤所围池面积S（m2）计算： D=（4S/3.14）1/2 S=W/(Hminρ) 式中: W—泄漏的液体量，kg； Hmin—最小油层厚度,m,与