爆破危害与防止.ppt

2024/1/301第四章压力容器爆破危害与防止

主要内容第一节、爆炸分类及压力容器爆破的特点第二节、压力容器爆破能量估算第三节、压力容器爆炸的危害第四节、防止压力容器爆炸事故的措施

2024/1/302第一节爆炸分类及压力容器爆破的特点一、爆炸及其分类爆炸——物质由一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量、产生巨大声响的现象。气体或蒸汽在瞬间剧烈膨胀的现象。本质是压力的急剧上升。

2024/1/303一、爆炸及其分类

根据爆炸传播的速度分轻爆：每秒n×100cm~n×100m〔n=0~9〕爆炸：每秒10m~n×102m〔n=0~9〕爆轰：每秒1000m~7000m根据爆炸的原因及机理分物理性爆炸：物质因状态或压力发生突变而发生的爆炸现象。化学性爆炸：由于物质发生极其迅速的化学反响，产生高温、高压而引起的爆炸现象。

2024/1/304二、压力容器爆破的特点

炸药爆炸：3000~5000℃高温，数十万大气压；压力容器爆炸：容器开裂，形成碎片以较高的速度、能量向四周飞散气体膨胀对周围空气做功，形成冲击波有毒物质向周围扩散，大气污染介质为液化气体，介质蒸发与周围空气混合形成可爆炸混合气体，遇火花、静电发生化学爆炸，“二次爆炸〞。形成大面积火灾和中毒。

2024/1/305第二节压力容器爆破能量的估算压力容器爆炸能量不仅与压力容器的压力和容积有关，而且还与介质在器内的物性状态〔物理或化学反响〕有关。一、压缩气体和水蒸气的爆破能量容器破裂时产生瞬间的降压膨胀，可以认为来不及与周围环境发生热量交换，因而，这一过程可视为一绝热过程。由此可知压缩气体容器的能量就是气体绝热膨胀所做的功。爆炸能量可按理想气体作绝热膨胀时所释放的能量来计算。

2024/1/306第二节压力容器爆破能量的估算一、压缩气体和水蒸气的爆破能量Ug=pV/(k-1)[1-(0.1013/p)k-1/k]×106式中Ug－气体的爆炸能量，J;P－容器内气体的绝对压力，MPa;V－容器的容积，m3;k－气体的绝热指数。

2024/1/307气体的绝热指数可以按它的分子组成确定其近似值。双原子气体,k=1.4,而三原子和四原子气体,k=1.2～1.3。压力容器中常用的压缩气体绝热指数可由表1查得。表1常用压缩气体的绝热指标气体名称空气氮气甲烷一氧化碳绝热指标1.41.41.3151.395气体名称氧气氢气乙烷二氧化碳绝热指标1.3971.4121.181.295第二节压力容器爆破能量的估算

2024/1/308从表1可以看出,空气、氧、氮、氢、及一氧化碳等常用气体的绝热指数k均为1.4或近似1.4，用1.4代入上式即得这些气体容器的爆破能量为Ug=2.5pV[1-(0.1/p)0.2857]106令Cg=2.5p[1-(0.1/p)0.2857]106由此，公式可以简化成Ug=CgV式中Cg——压缩气体爆破能量系数,J/m3.第二节压力容器爆破能量的估算

2024/1/309压缩气体爆炸能量系数随它的绝对压力而定,即Cg是P的函数。各种常用压力(绝对)下压缩气体的爆破能量系数见表2。表2常用压力下的二原子压缩气体(k=1.4)的爆炸能量系数Cg值绝对压力P(MPa)0.30.50.70.91.1能量系数Cg(J/m3)2.02×1054.61×1057.46×1051.05×1061.36×106绝对压力P(MPa)1.72.64.15.16.5能量系数Cg(J/m3)2.36×1063.94×1066.70×1068.60×1061.13×107绝对压力P(MPa)15.132.140.1能量系数Cg(J/m3)2.88×1076.48×1078.22×107第二节压力容器爆破能量的估算

2024/1/3010水蒸气的绝热指数k与水蒸气的干度及是否过热有关，过热蒸汽k=1.3，干饱和蒸汽k=1.135，湿饱和蒸汽的k=1.035+0.1x〔x为蒸汽干度〕Ug=CsV表3常用压力〔绝〕下干饱和蒸汽爆炸能量系数Cs绝对压力p(MPa)0.40.60.91.42.6能量系数Cs(J/m3)4.5×1058.5×1051.5×1062.8×1066.2×1