易燃易爆的氣體或液化氣體與空氣混合，達到爆炸極限濃度后遇點火源發生爆炸。爆炸模型凝聚相含能材料的爆炸蒸氣云爆炸沸騰液體擴展蒸氣爆炸10.4

爆炸事故模擬分析本節以蒸氣云爆炸為例介紹爆炸事故后果模擬分析。物理超壓爆炸本節提綱概念原理1.2. 事故模型傷害準則與計算原理3.案例分析4.基本概念：蒸氣云爆炸是指可燃氣體或蒸氣與空氣的云狀混合物在開闊地上空遇到點火源引發的爆炸。1.

概念原理2.

事故模型——TNT當量模型可燃氣體的TNT當量WTNT：TNTTNTQW

WQ——可燃氣體的TNT當量，kg；——可燃氣體蒸氣云當量系數（統計平均值為0.04）；——蒸氣云中可燃氣體質量，kg；——可燃氣體的燃燒熱，J/kg；——為TNT的爆熱，J/kg。WTNT

WQQTNT（10-27）2.

事故模型——TNT當量模型爆炸總能量

E:E

1.8

WQE ——可燃氣體的爆炸總能量，J；1.8 ——地面爆炸系數。爆炸傷害半徑

R:R

C

NE

1/

3C ——爆炸實驗常數，取值0.03-0.4；N ——有限空間內爆炸發生系數，取10%。（10-28）（10-29）2.

事故模型——TNT當量模型財產損失半徑

RC：財產損失半徑指在沖擊波作用下建筑物三級破壞半徑，由下式確定：K—為建筑物破壞系數。K

按破壞程度的A、B、Cb、Ca和D級分別取值為3.8、5.6、9.6、28和56。計算財產損失半徑時K應取三級破壞系數9.6。1

/

31

/

62

3175

TNT

C

1

W

KWTNTR

（10-30）2.

事故模型——TNT當量模型爆炸沖擊波正相最大超壓

P

:' 2 ' 3 'ln

0.9216

1.5058ln(R

)

0.167

ln (R)

0.0320ln (R

)P

0

P

0

R’ ——無量綱距離；

P

E

1/

3DR'

D ——目標到蒸氣云中心距離，m；P0 ——大氣壓力，Pa。（10-31）（10-32）2.

事故模型——丙烷當量模型可燃氣體的丙烷當量

WP

：PPQW

WQ——可燃氣體的丙烷當量，kg；——可燃氣體蒸氣云當量系數（統計平均值為0.04）；——蒸氣云中可燃氣體質量，kg；——可燃氣體的燃燒熱，J/kg；——丙烷的爆熱，J/kg。WP

WQQP（10-33）2.

事故模型——丙烷當量模型死亡半徑

R1：死亡半徑指人在沖擊波作用下頭部撞擊致死半徑，由下式確定：0.447pR1

1.98W重傷半徑R2：重傷半徑指人在沖擊波作用下耳鼓膜50%破裂半徑，由下式確定：1

/

3pR2

9.187W輕傷半徑R3：輕傷半徑指人在沖擊波作用下耳鼓膜1%破裂半徑，由下式確定：1

/

33pR

17.87W（10-34）（10-35）（10-36）3.

傷害準則與計算原理破壞等級破壞程度A級房屋幾乎被全部摧毀B級房屋50%—70%的外部磚墻被摧毀，不能繼續安全使用Cb級屋頂部分或全部坍塌，1—2個外墻被部分摧毀，需要修復Ca級屋隔板從接頭上脫落，房屋結構至多受到輕微破壞D級屋頂和蓋瓦受到一定程度的破壞，10%以上的窗玻璃破裂房屋修復后可住超壓（kPa）人傷害程度20-30輕微挫傷30-50中等損傷50-100嚴重損傷>100大部分死亡表10-4 沖擊波對人體的傷害準則超壓準則：只有當沖擊波超壓大于或等于某一臨界值時，才會對目標造成一定的傷害。表10-3 沖擊波對英式磚石結構房屋的破壞準則TNT當量模型：依據超壓準則，根據計算出來的WTNT

及爆炸總能量

E

，計算爆炸傷害半徑

R，

以及財產損失半徑

RC。丙烷當量模型：依據超壓準則，根據計算出來的WP

，計算死亡半徑

R1

、重傷半徑

R2

以及輕傷半徑R3。最后，根據表10-3、表10-4中的傷害準則，判斷爆炸可能造成的財產損失及人員傷亡情況。3.

傷害準則與計算原理4. 案例分析通過南京工業大學自行研究開發的安全評價與風險分析軟件對某儲罐蒸氣云爆炸進行模擬分析。LPG儲罐基本參數為：

儲存量為20t，

LPG燃燒熱為46.5MJ/kg，汽化熱為426kJ/

kg，定壓比熱為2768J/kg·K

，沸點為232K。儲罐存儲壓力為0.4MPa，

環境壓力為0.1MPa。假設泄漏的500kg LPG全部擴散成蒸氣云發生爆炸。計算LPG的爆炸總能量和破壞半徑，以及死亡、重傷、輕傷及