爆炸冲击波在码头建筑物中的传播与爆炸当量的计算

本文以流动力学和爆炸力学为基础,利用了已有的城市建筑爆炸模型数据,通过对实际现场以及一般码头的建筑分布研究,提出了一个适用于码头的爆炸冲击模型,并利用LSDYNA3D软件,采用ALE方法,针对城市多元化的复杂环境,研究爆炸波的传播规律及其对主建筑物产生的超压荷载,做出爆炸超压-比例距离曲线分布图。结合超压对建筑物的损坏情况表,可计算出爆炸中心的当量TNT,从而估算出爆炸现场的整体受损情况。     

2015天津爆炸建筑物破坏TNT当量的核算

文章分析比较了多种爆炸药量的计算方法。根据天津某仓库爆炸损毁现场建筑物距爆炸地点距离和损毁情况判定超压数值,通过公式计算不同当量、不同距离下建筑物的破坏程度。通过与现场情况对比,确定爆炸时的理论TNT当量。     

基于数值计算方法的储罐内爆辐射区域影响研究

以5 000m~3立式拱顶储罐为研究对象,建立了储罐内外流场三维有限元模型,在考虑储罐壁面传热的前提下,采用组分概率密度运输燃烧模型对储罐内爆过程进行数值模拟分析,计算不同工况内爆载荷作用下的辐射半径。结果表明:空罐中心起爆时,爆炸压力波辐射距离为55m,相比靠近罐壁一侧起爆时的辐射距离减少10%;爆炸压力波辐射距离随液位的升高逐渐缩短,满灌、半罐液位相比空罐爆炸压力波辐射距离依次缩短37%、17%;在空罐中心起爆时,正向爆炸压力波传播距离相比侧向辐射的更远、更危险,辐射传播距离增加20%。     

装药埋深对地表空气冲击波影响的试验研究

为研究土壤中装药埋深对地表空气冲击波传播规律的影响，开展了5kg TNT的触地爆炸试验以及埋深分别为0.108、0.228、0.85m的爆炸试验，获得了多个比例距离处的冲击波峰值压力、冲量以及正压作用时间数据，分析了埋深对冲击波传播特性的影响。结果表明，冲击波峰值压力和冲量随着埋深的增加而减小，随着爆距的增大而减小；触地爆炸比例距离为4的测点处其峰值压力是比例距离为1处的3.24%,埋深为0.108m的爆炸试验比例距离为4处的测点其峰值压力是比例距离为1处的25.02%;埋深为0.108m时，比例距离为1处的峰值压力和冲量分别是触地爆炸对应值的8.7%和20.4%;并对两种工况的正压作用时间进行了分析，触地爆炸的正压作用时间随爆心距增加呈指数增加，埋深为0.85m的爆炸试验其正压作用时间呈对数增加。通过对试验数据的进一步分析，建立了冲击波峰值压力、冲量与埋深、比例距离的工程计算模型，可用于浅埋爆炸时弹药威力评价与毁伤效能预估。     

化工罐区爆炸碎片多米诺效应影响概率计算模型

爆炸碎片是化工区多米诺事故的重要诱因。从爆炸碎片飞行过程的规律性及碎片产生抛射的不确定性出发,分析化工罐区爆炸碎片破坏性及事故连锁机理。将储罐爆炸瞬间视为一个多方过程,通过求解多方过程状态方程,推导了爆炸碎片初速度计算公式;通过求解碎片飞行的加速度方程并结合边界条件,得到了爆炸碎片飞行距离及飞行速度计算公式;以爆炸碎片飞行规律性分析得到的相关公式为目标函数,分析影响爆炸碎片飞行距离及飞行速度不确定性的随机变量,通过随机抽样并对目标函数不同计算结果的出现频率进行累积,得到爆炸碎片在不同飞行距离上的累积击中概率。通过分析重大危险源单元（major hazard installation unit,MHIU）之间的一次影响及多次影响,构建化工罐区多个重大危险源发生爆炸碎片多米诺影响效应的概率计算模型,揭示爆炸碎片产生、抛射、飞行及打击目标的内在机理,相关分析结果能够为化工园区多米诺事故风险分析奠定基础。     

Al粉对炸药爆炸加速能力的影响

采用电探针法测量了RDX基含铝炸药爆炸驱动金属薄片的速度变化,分析了铝粉含量对炸药爆炸加速能力的影响。结果表明,炸药爆炸对金属薄片的加速能力受配方中铝粉的反应比例影响;金属薄片的加速过程分速度增长和速度减小两个阶段;金属薄片达到最大速度的距离与铝粉的含量有关,随着铝粉含量的增加,达到最大速度的距离有所增加,该距离在40~60mm。铝粉含量对炸药爆炸加速能力的贡献有一最佳值,对于RDX基含铝炸药,其值约为15%。     

爆炸球罐尺寸对抛射碎片击中相邻罐体概率的影响

化工储罐爆炸产生碎片的抛射距离和抛射方位具有很大的随机性,一旦击中相邻罐体容易引发多米诺效应。在前人建立的碎片对相邻罐体的击中概率模型中,都忽略了爆炸储罐本身的尺寸,即假定碎片初始抛射高度和抛射水平位移为零。本文以球罐为研究对象,应用MonteCarlo法,计算了考虑爆炸球罐尺寸时抛射碎片对相邻罐体的击中概率。与忽略爆炸球罐尺寸的模型对比表明,击中概率整体偏高。在爆炸球罐自身直径的7倍距离范围内,爆炸球罐本身的尺寸对击中概率的影响可超过10%,不能被忽略。     

液化天然气站场总平面布置对蒸汽云爆炸的防范措施分析

蒸汽云爆炸是液化天然气站场比较容易出现的一项安全事故,对工作人员的人身财产安全有较大威胁,因此,应加强对其防范措施的研究,本文围绕蒸汽云爆炸带来的危害、爆炸危险源的识别、对蒸汽云爆炸的防范措施三个方面展开讨论,详细分析了蒸汽云爆炸危险源的辨识,并通过相关计算方法的应用,确定爆炸危险源与人员密集场所的安全距离,以便实现有效防范蒸汽云爆炸危害的目的。     

Baker-Strehlow模型在可燃气云爆炸后果预测中的应用

分析了蒸气云爆炸的发生条件、爆炸机理,介绍了蒸气云爆炸后果预测的Baker-Strehlow模型,阐述了Baker-Strehlow模型的基本原理,给出了无量纲距离和无量纲侧向峰值超压的关系,以及火焰传播速度选取的原则。对于约束很小的氢气-空气形成的气云的爆炸,将Baker-Strehlow模型的计算结果与实验结果进行了对比。此外对某区域的丙烷蒸气云的爆炸后果进行了预测,给出了伤害范围。     

炸药空中与水中爆炸冲击波超压的换算关系

通过经验公式分析及模拟实验研究,对炸药装药空中与水中爆炸产生的冲击波超压换算关系进行了研究.结果表明,当比例距离r=R/W1/3的取值范围在1.5～2.5时,炸药装药空中与水中爆炸冲击波超压有定量的换算关系,并拟合出确定的换算公式.通过理论和经验数据分析,得出其他装药水中冲击波超压TNT当量的换算方法,冲击波参数TNT当量应根据炸药水中爆炸的冲击波能进行换算.通过对比证明,根据冲击波参数TNT当量修正后的经验公式计算结果精度可以满足工程设计使用.     

码头油气泄漏扩散事故模拟

采用高斯气羽模型(GPM)作为油品泄漏扩散模型,对某油品码头发生汽油泄漏时的事故后果进行模拟计算分析,并计算出油品蒸气扩散爆炸危险区、严重损害区、轻度损害区等三个危险危害区域的最大距离。     

爆炸冲击波对人体损伤与防护分析

为研究爆炸冲击波对人的损伤与防护问题,分析了爆炸防护人员损伤的阈值问题,并以"Jose Henrych"经验式为计算模型,探讨了标准TNT炸药在不同当量条件下、在空气自由场中点爆炸时冲击波的变化规律.在此基础上得出了不同装药量时的鼓膜损伤和不同死亡率下的安全距离,经验证,所得结果是准确、可行的.     

煤质成分对煤尘爆炸特性影响实验分析

通过粉尘20L爆炸特性测试研究系统,分析出不同煤尘样品的煤尘爆炸性质参数,从而分析出煤质成分对于煤尘爆炸特性影响,并对此做出情况评价。最后通过煤质成分认清煤尘爆炸作用机制,为预防和控制煤尘爆炸事故提供了理论依据,具有一定的参考价值。     

化工装置爆燃、爆轰阻火器的选择

提出根据气体和气体混合物易燃性、易爆性确定阻火器类型,即:仅易燃的气体(含蒸气,以下类同)及气体混合物选择爆燃阻火器;易爆炸但在爆燃距离范围内的气体及气体混合物选择爆燃阻火器;易爆炸且在爆燃距离范围外的气体及气体混合物选择爆轰阻火器。给出了各种易燃易爆气体和其他混合气体(含惰性气体或氧气等)的易燃性、易爆性和非易燃性计算方法。     

蒸气云爆炸模型在天然气爆炸中的应用

本文对输送天然气管道破裂后存在的天然气爆炸原因进行了分析,以某城镇间的天然气输送管道为主要研究对象,运用南京安元软件中蒸气云爆炸模型进行分析,得出了爆炸冲击波随距离的变化关系,以及财产损失和人员伤亡半径,为天然气输送管道的路线选择、安全管理和应急救援机制的建立提供理论依据。     

含铝炸药水中爆炸能量输出结构

通过测定、计算、分析不同类型炸药水中爆炸能量输出参数，揭示了不同类型炸药在水中爆炸能量输出特性，分析了高威力含铝炸药组成铝氧比对水中爆炸能量输出结构的影响。研究结果表明，在一定的对比距离上，当铝氧比为0．35—0．40时，水中爆炸冲击波能达到最高；当铝氧比增大到1．00时，其水中爆炸的气泡能接近最大值。这种方法可使水中爆炸装置能量输出结构与爆炸目标的易损性相匹配，借以提高温炸毁伤效果。     

石油天然气站场总平面布置对蒸汽云爆炸的防范措施

蒸气云爆炸(VCE:VAPOR CLOUD EXPLOSION)是石油企业中常见的爆炸形式,一般起因于轻烃或其它可燃物质的泄漏,可燃气体与空气混合形成爆炸性蒸气云,在生产设备紧凑布置的拥挤空间内,遇明火后由爆燃(火焰阵面以亚音速推进)发展为爆轰(火焰阵面以超音速推进),形成蒸气云爆炸。在以往的石油天然气站场总图设计中,多数情况下安全距离的设置只考虑防火安全距离的要求,对于防爆没有可以执行的明确规定,在实际生产中发生多起蒸汽云爆炸事故,造成重大人员伤亡和财产损失。本文通过对蒸汽云爆炸进行计算分析,对石油天然气站场总平面布置对蒸汽云爆炸事故防范措施进行研究。     

基于贝叶斯网络的粉尘爆炸多米诺效应分析

粉尘爆炸机理的复杂性及引起粉尘爆炸因素的多样性使得粉尘爆炸成为学者们研究的热点课题,目前研究成果集中在不同种类粉尘的爆炸特性、粉尘爆炸机理、预防和减轻粉尘爆炸的安全措施及粉尘爆炸定量风险分析等方面,但在建立粉尘爆炸相关模型及风险评价方面的研究较少。本文在剖析粉尘爆炸机理的基础上结合多米诺效应原理建立了粉尘爆炸多米诺效应计算模型,该模型在计算出初始粉尘爆炸事故的条件概率后,利用贝叶斯网络灵活的特性和自动推理引擎,可以计算出潜在多米诺效应传播的途径。通过实例应用该模型的计算结果,可以得出发生粉尘爆炸多米诺效应的概率变化情况及粉尘爆炸事故最可能发生的传播途径,为粉尘爆炸事故的预防控制及风险评价提供了方向。     

非理想炸药爆炸热作用的实验研究

以自制WRe5/26热电偶作为效应物,采用接触测温法测试了几种温压炸药的爆炸热作用,并进行了传热学分析。结果表明,使用热电偶能够满足实验要求,效应物的热响应温度与爆炸产物温度及其换热系数密切相关,换热系数越大,效应物表面温度接近爆炸产物温度的程度越快。爆炸产物对效应物的热作用随爆心距离大致呈S型衰减。实验中距爆心较近处热流密度的数量级为106W/m2。     

某化工企业的液氨泄漏事故后果模拟分析

以某化工企业为例,对液氨储罐泄漏事故进行后果分析,模拟计算出氨气毒性危害影响范围,以及液氨储罐爆炸冲击波的影响距离及其对人员危害程度,根据后果分析提出人员疏散、撤离范围及撤离方式的建议,为企业制定安全规划、完善应急预案提供依据。