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文档简介

1、锅炉爆炸能量计算锅炉爆炸对周围环境产生破坏的能量来自两方面:锅筒内的高压蒸汽膨胀。由于锅炉爆炸是在极短的时间内发生的,高压蒸汽来不及与外界热交换,释放的能量可视为绝热膨胀所作的功。饱和水迅速汽化、继续膨胀所作的功。当锅筒破裂、筒内液面压力瞬时下降为大气压,原工作压力下高于100的饱和水此时变得极不稳定,变成在大气压下难以存在的“过饱和水”,其中一部分即瞬时汽化,体积骤然膨胀许多倍,在容器周围空间形成爆炸。两者相比,后者所产生的能量远远大于前者。爆炸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等三种形式表现出来。据介绍,后二者所消耗的能量只占总爆炸能量的3%-15%也就是说大部分能量

2、是产生空气冲击波。假若1台20t/h的锅炉总容量为20m3,其中水量15点蒸汽5位工作压力(表压),计算其爆炸时对周围人员及建筑物的伤害(破坏)作用,可按下列程序进行。1)锅炉爆炸能量计算锅炉爆炸产生的能量:E=Es+Ew=VsCs+VwCw式中,总释放能量;Es爆炸能量蒸汽;Ew饱和水爆炸能量;Vs蒸汽体积;Vw饱和水体积;Cs蒸汽爆炸能量系数;Cw饱和水爆炸能量系数。表6-2常用压力下G、Cw值(kJ/m3)表压力/MPaCsX102X103X103X103X103CWX104乂104乂104乂104X105该锅炉爆炸总释放能量为:E=x103x5+X104X15=x103(kJ)2)锅炉

3、爆炸能量换算成TNT当量将锅炉爆炸能量E换算成TNT当量q,其关系式为q=E/qtnt式中,qTNT为1kgTNT的爆炸能量,取平均爆破为4500kJ/kg计算。q=X103/Xl03=215(kg)即该锅炉爆炸约相当于215kgTNT炸药的爆炸能量,因而对周围环境能产生较大的破坏力。3)求爆炸试验的模拟比爆炸试验的模拟比1/3a=(q/q0)式中,a炸药爆炸试验的模拟比;q0为取1000kgTNT4)求模拟爆炸试验中的相当距离R在1000kgTNT模拟爆炸试验中的相当距离R=R/a。根据公式R=aX电人员伤害超压准则及建筑物破坏的超压准则,即可计算出锅炉爆炸时,其冲击波超压能量造成人员伤害及建筑物损坏的距离R值,见表6-3、表6-4。表6-3冲击波超压对人体的伤害作用超压P/MPa伤害程度R/mR/m轻微损伤5533听觉器官损伤,内脏轻微出血,骨折.42内脏严重损伤,可引起死亡33大部分人员死亡23表6-4冲击波超压对建筑物的破坏作用超压P/MPa损坏程度R/mR/m窗框损坏68墙裂缝5533墙大裂缝,屋瓦掉下37木建筑厂房房柱折断,房架松动29砖墙倒塌27防震钢筋混凝土破坏,小房屋倒塌23大型钢架结构破坏17注:表2、表3中符号y含义,以伤害破坏程度对区域内有无而论断的。由此可见,

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