内容发布更新时间 : 2024/12/23 9:23:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1．2 介质全部为液体时的爆破能量

通常用液体加压时所做的功作为常温液体压力容器爆炸时释放的能量，计算公式如下：

(6)

式中 EL——常温液体压力容器爆炸时释放的能量，kJ； p——液体的压力(绝)，Pa； V——容器的体积，m3；

βt——液体在压力卢和温度T下的压缩系数，Pa—1。

1．3 液化气体与高温饱和水的爆破能量

液化气体和高温饱和水一般在容器内以气液两态存在，当容器破裂发生爆炸时，除了气体的急剧膨胀做功外，还有过热液体激烈的蒸发过程。在大多数情况下，这类容器内的饱和液体占有容器介质重量的绝大部分，它的爆破能量比饱和气体大得多，一般计算时不考虑气体膨胀做的功。过热状态下液体在容器破裂时释放出爆破能量可按下式计算：

E=[(H1—H2)—(S1—S2)T1]W (7)

式中 E——过热状态液体的爆破能量，kJ； H1——爆炸前液化液体的焓，kJ／kg； H2——在大气压力下饱和液体的焓，kJ／kg； S1——爆炸前饱和液体的，熵，kJ／(kg·℃)； S2——在大气压力下饱和液体的熵，kJ／(kg·℃)； T1——介质在大气压力下的沸点，℃； W——饱和液体时质量，kg。

饱和水容器的爆破能量按下式计算：

Ew=CwV (8)

式中 Ew——饱和水容器的爆破能量，kJ； V——容器内饱和水所占的容积，m3；

Cw——饱和水爆破能量系数，kJ／m3，其值如表4所示。

表4 常用压力下饱和水爆破能量系数

8、 冲击波超压的伤害－破坏作用

压力容器爆破时，爆破能量在向外释放时以冲击波能量、碎片能量和容器残余变形能量3种形式表现出来。根据介绍，后二者所消耗的能量只占总爆破能量的3％～15％，也就是说大部分能量是产生空气冲击波。

冲击波是由压缩波迭加形成的，是波阵面以突进形式在介质中传播的压缩波。容器破裂时，容器内的高压气体大量冲出，使它周围的空气受到冲击而发生扰动，使其状态(压力、密度、温度等)发生突跃变化，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成为冲击波。在离爆破中心一定距离的地方，空气压力会随时间迅速发生而悬殊的变化。开始时，压力突然升高，产生一个很大的正压力，接着又迅速衰减，在很短时间内正压降至负压。如此反复循环数次，压力渐次衰减下去。开始时产生的最大正压力即是冲击波波阵面上的超压△p。多数情况下，冲击波的伤害一破坏作用是由超压引起的。

超压△p可以达到数个甚至数十个大气压。

冲击波伤害一破坏作用准则有：超压准则、冲量准则、超压一冲量准则等。为了便于操作，下面仅介绍超压准则。超压准则认为，只要冲击波超压达到一定值时，便会对目标造成一定的伤害或破坏。超压波对人体的伤害和对建筑物的破坏作用如表5和表6所示。

表5 冲击波超压对人体的伤害作用

表6 冲击波超压对建筑物的破坏作用

2．2 冲击波的超压

冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关，同时也与距离爆炸中心的远近有关。冲击波的超压与爆炸中心距离的关系：

△p∝R—n (9)

式中 △p——冲击波波阵面上的超压，MPa； R——距爆炸中心的距离，m； n——衰减系数。

衰减系数在空气中随着超压的大小而变化，在爆炸中心附近内为

2．5～3；当超压在数个大气压以内时，n=2；小于1atm(0．1MPa)时，n=1．5。

实验数据表明，不同数量的同类炸药发生爆炸时，如果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，则所产生的冲击波超压相同，用公式表示如下：

如

(10)

式中 R——目标与爆炸中心距离，m；

R0——目标与基准爆炸中心的相当距离，m； q0——基准爆炸能量，TNT，kg；

q——爆炸时产生冲击波所消耗的能量，TNT，kg； △p——目标处的超压，MPa； △p0——基准目标处的超压，MPa； α——炸药爆炸试验的模拟比。 式10也可写成为：

△p(R)=△p0(R／α) (11)

利用式11就可以根据某些已知药量的试验所测得的超压来确定在各种相应距离下任意药量爆炸时的超压。

表7是1 000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压。

表7 1 000k8TNT爆炸时冲击波超压