压力容器与安全工程(4).ppt

压力容器气体爆炸冲击波超压估算是一个复杂的问题,涉及很多因素。因此,压力冲击波超压计算目前只能用炸药爆炸相类比的方法估算。 表6是100kgTNT炸药在空气中爆炸时，在与爆炸中心不同的距离处所测得的冲击波超压。表中的数据表明，超压随着距离增大而迅速衰减，特别是在超压处于较大的数值范围内时。 第三节 压力容器爆炸的危害 距离，R(m) 15 16 20 超压，△P(MPa) 0.09 0.075 0.051 距离，R(m) 25 30 35 超压，△P(MPa) 0.032 0.019 0.0126 表6 与爆炸中心距离的冲击波超压 * * 第三十页，共五十二页。 炸药爆炸时，在一定距离范围内，超压的大小主要决定于药量的多少与距离的远近，亦即超压△p是药量q和距离R的函数。 当已知某一次爆炸的药量q时，想求出它在距离中心为R的冲击波超压，可以采用表 7中1000kg TNT爆炸时所测得的数据，先求得模拟比a=q/1000，然后从表中查出距离为R/a1/3处的超压△p，即为所求值。 第三节 压力容器爆炸的危害 * * 第三十一页，共五十二页。 表7 1000kg梯恩梯爆炸时所测得的数据 距离Ro(m) 5 6 7 8 9 10 12 14 超压△P(MPa) 2.94 2.06 1.67 1.27 0.95 0.76 0.50 0.33 距离Ro(m) 16 18 20 25 30 35 40 45 超压△P(MPa) 0.235 0.170 0.126 0.070 0.057 0.043 0.033 0.027 距离Ro(m) 50 55 60 65 70 75 超压△P(MPa) 0.023 0.020 0.018 0.016 0.014 0.013 第三节 压力容器爆炸的危害 * * 第三十二页，共五十二页。 例：64Kg的TNT炸药，求12m 处的超压△p。 解：1、先求得模拟比a=q/1000＝64／1000＝0.064 2、求出相当于1000 Kg的TNT炸药R0处的超压。 △p0（ R0）=△p0（R／a 1/3 ) = △p0（12／0.064 1/3 ) = △p0 (30) 即，相当于1000 Kg的TNT炸药在30米处的△p0 。 查表7得：△p0 (30)＝0.057MPa 第三节 压力容器爆炸的危害 * * 第三十三页，共五十二页。 二、 碎片的破坏作用 压力容器爆炸时，有些壳体可能裂成大小不等的碎片向四周飞散。这些具有较高速度或较大质量的碎片，在飞出过程中具有较大的动能，也可能造成较大的危害。 碎片对人的伤害程度主要决定于它的动能。据罗勒的研究，碎片击中人体时，如果它的动能在26J以上,可致外伤；动能达60J以上时，可致骨部轻伤；超过200J时，可造成人体骨部重伤。 第三节 压力容器爆炸的危害 * * 第三十四页，共五十二页。 碎片所具有的动能与它质量及速度的平方成正比。 E=WV2 式中 E－碎片的动能，J; W－碎片的质量，kg; V－碎片的速度，m/s。 压力容器碎片在离开壳体时常具有80～120m/s的初速，即使在飞离较远的地方也有20 ～30m/s的速度。在此速度下，质量为1kg的碎片动能即可达200～450J，足以致人重伤或死亡。 第三节 压力容器爆炸的危害 * * 第三十五页，共五十二页。 容器爆炸时产生的碎片，还可能损坏附近的设备或管道，引起连续爆炸或酿成火灾，造成更大的危害。 对于被击物为钢板等一类塑性材料，碎片的穿透能力按下式计算，即 U3=KE/A 式中 U3－碎片对材料的穿透能力，mm; E－碎片所具有的动能，J； A－碎片穿透方向的截面积，mm2； K－材料的穿透系数，对钢板，K=1； 对木材，K=40；对钢筋混凝土，K=10。 第三节 压力容器爆炸的危害 * *