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1、液氧模拟计算1、液氧体积膨胀倍数计算技改工程设立液氧储罐2只,每只20m3 (3.0MPa), 一旦保温失 效,介质处于过热状态,其体积膨胀很大。经计算,在标准状态下, 液氧气化体积膨胀798倍。因此,液氧等液化气体储罐保温非常重要, 如失效,随着温度的上升,体积膨胀,压力增大,会发生爆炸。例如,1 只20m3液氧储罐如充装系数为0.85,全部气化会产生13566m3的氧 气。2、如充装系数为0.85的20m3液氧储罐爆破,在静态条件下,40% 浓度的氧气,造成人员中毒的半径R(m)计算:3、1只20m3液氧储罐爆破模拟计算(20m3的液氧储罐,在-130、OMPa状态下发生BLEVE爆炸)a
2、.计算E:式中,记 容器爆破前(-130、3. OMPa)饱和液氧的蜡, -33.75kJ/kg;在:,2 E下饱和液氧的焰,-133.69kJ/kg; 容51 t前饱和液氧的燧,3.75kJ/kgK;在:S2 :力下饱和液氧的烯,2.94kJ/kg K; 液;Tb :气压力下的沸点,90.05K;液;卬i量,此时为13600kg (800kg/m3)o那么 E = |_(-33.75 + 1)x90.05x 13600b.冲击波超压的计算表1、表2、表3分别列出了冲击波超压对人体的损害作用、冲 击波对建筑物的破坏作用、lOOOkgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压。表1冲击波超压对人
3、体的损害作用超压损害作用超压损害作用0.02 0.030.03 0.05稍微损伤听觉器官损伤或骨折0.05 0.100.10内脏严峻损伤或死亡 大局部人员死亡表2冲击波超压对建筑物的破坏作用超压/MP。破坏作用超压 Ao/A/Ri破坏作用0.005 0.006门窗玻璃局部破裂0.06 0.07木建筑厂房房柱折断,房架松动0.0060.01受压面的门窗玻璃大局部破裂0.07 0.10砖墙倒塌0.015 0.02窗框损坏防震钢筋混凝土破坏,小房屋倒0.02 0.03墙裂缝塌0.04 0.05墙大裂缝,房瓦掉下0.20 0.30大型钢架结构破坏表3lOOOkgTNT炸药在空气中爆炸时产生的冲击波超压
4、距离R0/m56789101214超压 Apo/MPa2.942.061.671.270.950.760.500.33距离Ro/m1618202530354045超压即o/MRz0.2350.170.1260.0790.0570.0430.0330.027距离Ro/m505560657075超压0.02350.02050.0180.0160.01430.013依据试验数据说明,不同数量的同类炸药发生爆炸时,假如距离爆炸中心的距离R之比与炸药量q三次方根之比相等,那么所产生的冲击波超压相同,公式为:贝I= Apo式中,R 目标与爆炸中心距离,m;Ro 目标与基准爆炸中心的距离,m;90基准爆炸的
5、能量,TNT当量,kg;4爆炸时产生冲击波所消耗的能量,TNT当量,kg;一目标处的超压,MPa;。一基准目标处的超压,MPa;。一炸药爆炸试验的模拟比。由 a、b 计算知,q 为 71.97kg TNT,得。=0.416。由表查及为O.IMPa时,大局部人员死亡,石专墙倒塌,Ro为22.7m, R= 1 R()=9.44m;为0.03MPa时,听觉器官损伤或骨折,Ro为42.5m,R=17.68m;为0.02MPa时,稍微损伤,墙裂缝,Ro为56m, R=23.30m。此外,还应考虑液氧气化需要大量的气化热,还会在四周消失冻 伤;高浓度的氧(强氧化剂)除了人员吸入会发生氧中毒外,还会引 发火
6、灾(氧是强氧化剂)。3、丙烷气瓶爆破模拟丙烷气瓶是压力容器,假如受热、受冲击、雷击等会发生物理爆 炸,丙烷泄出气化,造成对人员的损害,并且遇点火能量会引发火灾 爆炸。模拟有1瓶15kg的丙烷气瓶爆破,15kg丙烷全部泄漏气化,遇 明火等点火能量发生爆炸,那么15kg丙烷所具有的热能量E (kJ)为:TNT当量计算,Wtnt (kg TNT)Wtnt = 754354 = 66.9 ( kg TNT) 4520死亡半径计算a、 第一类死亡半径RKm)指以爆炸点为中心的该区域内, 冲击波直接作用于人体的伤亡(导致人体严峻损伤)半径。b、 其次类死亡半径R2(m)指以爆炸点为中心的该区域内, 爆炸飞散抛掷物作用于人体的伤亡半径(平均值)。爆炸碎片穿透力的计算事实上,假如有一只丙烷钢瓶爆炸,其爆炸碎片将会以80 120m/s的速度飞出,会去打击其他钢瓶和四周的设施、设施、房屋。例如,假设有一个2kg的碎片(截面积500nlm之),水平飞出速度为100m/s,此时的穿透厚度为5 (mm)即可以穿透20mm厚的钢板。由此可知,气瓶、空压机储气罐、锅炉汽包假如因超压等缘由发 生爆炸,爆炸碎片对人员、四周的建(构)筑物、气瓶等压力容器、 其他设施设施的危害比拟大。一般汇流排气瓶、气瓶库中气瓶都放置 得非常近,如有一个气瓶爆炸会发生连锁反响,需要引起重视。