锅炉爆炸能量计算

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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

4、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，该锅炉发生爆炸时,距爆炸中心以内的人员将大部分死亡，并且此死亡范围内的防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌，大型钢架结构破坏。