液氧模拟计算.docx

液氧模拟计算1、液氧体积膨胀倍数计算技改项目设立液氧储罐2只，每只20m3 (3.0MPa), —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十分重要， 如失效，随着温度的升高，体积膨胀，压力增大，会发生爆炸例如,1 只20 m3液氧储罐如充装系数为0.85,全部气化会产生13566 m3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%13566 = 32.4(m)浓度的氧气，造成人员中毒的半径R(m)计算:R =2 “ (40 - 21)%3、1只20 m3液氧储罐爆破模拟计算(20 m3的液氧储罐，在-130C、3.0MPa 状态下发生 BLEVE 爆炸)a. 计算 E:式中，E =应1-0-© 1 - S )儿:W-33.75kJ/kg；容器爆破前(-130°C、3.0MPa )饱和液氧的焓,在大气压下饱和液氧的焓， -133.69 kJ/kg；容器爆破前饱和液氧的熵，3.75 kJ/kg・K；液氧在大气压力下的沸点， 90.05K；在大气压力下饱和液氧的熵，2.94 kJ/kg・K；液氧的质量，此时为 13600kg(800kg/m3)。

则 E = [(-33.75 +133.69 )-(3.78 - 2.94 )x 90.05 ]x 13600=2 3. 9>2 1360二 3 25 3 1kJ (b.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伤害作用、冲击波对建筑物的破坏作用、1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生 的冲击波超压表 1 冲击波超压对人体的伤害作用超压Ap/MPa伤害作用超压Ap/MPa0.02〜0.03轻微损伤0.05〜0.100.03〜0.05听觉器官损伤或骨折>0.10伤害作用内脏严重损伤或死亡 大部分人员死亡表 2 冲击波超压对建筑物的破坏作用超压Ap/MPa破坏作用超压Ap/MPa破坏作用0.005〜0.006门窗玻璃部分破碎0.06〜0.07木建筑厂房房柱折断，房架松动0.006〜0.01受压面的门窗玻璃大部分破碎0.07〜0.10砖墙倒塌0.015〜0.02窗框损坏0.10〜0.20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31000kgTNT炸药在空气中爆炸时产生的冲击波超压距离R0/m5 6 78 910 12 14超压Ap J MPa2.94 2.06 1.67 1.27 0.95 0.76 0.50 0.33距离R0/m16 18 2025 3035 40 45超压 Ap 0/ MPa0.235 0.17 0.126 0.079 0.057 0.043 0.033 0.027距离R0/m50 55 6065 70 75超压 Ap °/MPa0.0235 0.0205 0.018 0.016 0.0143 0.013根据实验数据表明，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，公式为：/ 、1邑3 m，则 Ap = Ap 0 I q o丿式中， R —目标与爆炸中心距离， m；R 0 — 目标与基准爆炸中心的距离， m；q 0 — 基准爆炸的能量， TNT 当量， kg ；q — 爆炸时产生冲击波所消耗的能量， TNT 当量， kg ；Ap —目标处的超压， MPa；p 0 — 基准目标处的超压， MPa ；a —炸药爆炸实验的模拟比。

由 a、b 计算知，q 为 71.97kg TNT,得 =0.416由表查及Ap为O.IMPa时，大部分人员死亡，砖墙倒塌，Ro为n22.7m， R= R0=9.44m；Ap为0.03MPa时,听觉器官损伤或骨折,R°为42.5m, R=17.68m；Ap为0.02MPa时，轻微损伤，墙裂缝，R0为56m，R=23.30m 此外，还应考虑液氧气化需要大量的气化热，还会在周围出现冻 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，如果受热、受冲击、雷击等会发生物理爆 炸，丙烷泄出气化，造成对人员的伤害，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，则① 15kg丙烷所具有的热能量E （kJ）为:E 二 15 51000 x 2217.8 二 754354(kJ)44.10② TNT当量计算，W (kg TNT)TNTWTN产 754354 二 166.9(kg TNT) TNT 4520③ 死亡半径计算a、第一类死亡半径R（m）——指以爆炸点为中心的该区域内,1冲击波直接作用于人体的伤亡（导致人体严重损伤）半径。

16 6. VRi = 1 3 ・>6V1000丿.37二 7m）i（）b、R2 5166.911+(3175丫v 166.9 丿一 =272( m)6第二类死亡半径R（m）——指以爆炸点为中心的该区域内,2爆炸飞散抛掷物作用于人体的伤亡半径（平均值）④ 爆炸碎片穿透力的计算事实上，如果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周围的设备、设施、房屋例如，若有一个2kg的碎片（截面积500mm2）,水平飞出速度为100m/s，此时的穿透厚度为8 （mm）一 kE = 151 5 2 510022-=20(mm)即可以穿透 20mm 厚的钢板由此可知，气瓶、空压机储气罐、锅炉汽包如果因超压等原因发 生爆炸，爆炸碎片对人员、附近的建（构）筑物、气瓶等压力容器、 其他设备设施的危害比较大一般汇流排气瓶、气瓶库中气瓶都放置 得十分近，如有一个气瓶爆炸会发生连锁反应，需要引起重视。