内容发布更新时间 : 2024/11/16 17:50:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

5.4.1 蒸气云爆炸模型分析

蒸气云爆炸能产生多种破坏效应，如冲击波超压、热辐射、碎片作用等，但最危险、破坏力最强的是冲击波的破坏效应。常见的冲击波伤害－破坏准则有：超压准则、冲量准则、压力－冲量准则等。本次评价采用超压准则。

蒸气云爆炸的超压使用TNT当量法进行计算。蒸气云爆炸的TNT当量可用下式估算：

WTNT?1.8?WfQfQTNT

式中：1.8：地面爆炸系数；

α:蒸气云的TNT当量系数，0.04；

Wf:液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量，

kg；

Qf：燃料的燃烧热，kJ/kg； QTNT：TNT的爆热，4520kJ/kg； WTNT：蒸气云的TNT当量，kg；

根据项目单位提供的资料，液化石油气成份为50％的丙烷、50%的丁烷。查物质系数和特性表可知，丙烷燃烧热Hc/(103Btu.lb-1)为19.9，丁烷燃烧热Hc/(103Btu.lb-1)为19.4，则：

液化石油气的燃烧热Qf=19.9×103×0.5+19.4×103×0.5＝19.7×103（Btu/lb）＝19.7×103×1.055÷0.454=45779（kJ/kg）

液化石油气密度取0.51t/m3，充装系数取0.9，设泄露的液化石油

气形成的蒸汽云中参与爆炸的总体积百分数为30%，假设这个Ⅱ级供应站6m3的液化石油气全部泄露（实际是不可能全部泄露的）。则：

6m3的液化石油气全部发生泄漏时，液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量Wf=6×0.51×103×0.9×30%=826（kg）

WTNT=1.8×0.04×826×45779/4520=602.3（kg） ①死亡区

该区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外径记为R0，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％，它与爆炸量间的关系由下式确定：

R0?13.6(WTNT/1000)0.37

式中：WTNT为爆源的TNT当量，kg。 代入WTNT=602.3（kg，TNT） 得死亡半径R0=11.3m

可以认为该圆周内没有死亡的人数正好等于圆周外死亡的人数，即死亡区内的人员将全部死亡，而死亡区外的人员将无一死亡。这一假设在破坏效应随距离急剧衰减的情况下是近似成立的。

②重伤区

该区内的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受严重伤害，极少数人可能死亡或受伤。其内径就是死亡半径R0，外径记为R1，代表该处人员因冲击波作用耳膜破裂的概率为50％，它要求冲击波峰值超压为44000Pa。冲击波超压△Ps可按下式计算：

△Ps=0.137Z-3+0.119Z-2-0.019

Z?R1(P0/E)1/3

E=1.8αWfQf

△Ps =44000/P0 =0.4344 式中：

R为目标到爆源的水平距离，m；

P0为环境压力，Pa；

E为爆源总能量，J/kg。

代入冲击波峰值超压44000Pa可得到重伤半径： R1=1.082（E/101300）1/3=32.4m ③轻伤区

该区内的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受轻微伤害，少数人将受重伤或平安无事，死亡的可能性极小。该区内径为重伤区域的外径R1，外径记为R2，代表外边界处耳膜因冲击波作用破裂的概率为1％，它要求的冲击波峰值超压为17000Pa。按重伤半径的计算方法可的：

R2=1.956（E/101300）1/3=58.6m ④安全区

该区内人员即使无防护，绝大多数人也不会受伤，死亡的概率几乎为零。该区内径为轻伤区的外径R2，外径为无穷大。

⑤建筑物的破坏分区

建筑物的破坏程度可参见如下方法确定。

表5.4.1 英国建筑物破坏等级的划分