化工安全工程課件-2

化工(huàgōng)安全工程化學(xué)(huàxué)工程學(xué)院精品資料圖4-1后果(hòuguǒ)分析程序第五章：毒物泄漏(xièlòu)及擴(kuò)散模型精品資料第五章：毒物(dúwù)泄漏及擴(kuò)散模型主要內(nèi)容：有毒物質(zhì)泄漏及擴(kuò)散模型的意義[P.107頁前言]、步驟(bùzhòu)、作用擴(kuò)散影響參數(shù)中性浮力擴(kuò)散模型Pasquill-Gifford模型重氣擴(kuò)散：需增加一部分內(nèi)容毒性作用標(biāo)準(zhǔn)多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（P123頁）例子釋放動(dòng)量和浮力的影響釋放緩解精品資料前言(qiányán)（P107）：1、有毒物質(zhì)泄漏擴(kuò)散模型的意義事故期間，過程單元或設(shè)備釋放出大量有毒物質(zhì)，所有形成的危險(xiǎn)氣云可能傳播到整個(gè)工廠區(qū)域和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)。重大化學(xué)品事故（如Bhopal）的發(fā)生及后果，使人們意識(shí)到應(yīng)急計(jì)劃的重要性及將工廠設(shè)計(jì)(shèjì)成毒物釋放事故發(fā)生最少、事故后果最小化的重要性。好的安全計(jì)劃應(yīng)能在事故發(fā)生前確定問題所在?；瘜W(xué)工程師、安全工程師必須了解毒物釋放的所有可能情況，以避免釋放事故；若發(fā)生毒物釋放，盡可能降低其影響及影響區(qū)域。需要毒物釋放模型，描述其遷移轉(zhuǎn)化過程規(guī)律。精品資料前言(qiányán)（P107）：2、作用毒物釋放和擴(kuò)散模型是后果(hòuguǒ)模擬步驟的重要部分；是應(yīng)急管理、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急決策的基礎(chǔ)。3、步驟-三步確定泄漏事件、泄漏源（第4章介紹了7種泄漏源模型）建立源模型，對(duì)事故釋放、釋放速率、釋放量等進(jìn)行描述。應(yīng)用擴(kuò)散模型估算下方向有毒有害物質(zhì)的濃度，并由此根據(jù)一些準(zhǔn)則來評(píng)估釋放的后果(hòuguǒ)及影響。（5.4節(jié)）精品資料5.1擴(kuò)散(kuòsàn)影響參數(shù)（P107）擴(kuò)散模型用于描述事故釋放后由釋放源開始(kāishǐ)向其他地點(diǎn)及大范圍區(qū)域的大氣輸送過程。釋放發(fā)生后，大氣中的毒害物質(zhì)在風(fēng)作用下以煙羽方式（連續(xù)源，圖5-1）、或云團(tuán)方式（瞬時(shí)源，圖5-2）帶走。精品資料1.風(fēng)圖5-1物質(zhì)(wùzhì)連續(xù)泄漏形成煙羽物質(zhì)連續(xù)(liánxù)泄漏形成煙羽精品資料1.風(fēng)圖5-2物質(zhì)瞬時(shí)泄漏(xièlòu)形成煙團(tuán)物質(zhì)瞬時(shí)(shùnshí)泄漏形成煙團(tuán)精品資料5.1擴(kuò)散影響(yǐngxiǎng)參數(shù)（P107）多個(gè)因素影響著毒害物質(zhì)(wùzhì)在大氣中的擴(kuò)散：風(fēng)速；大氣穩(wěn)定度；地形條件（建筑物、地面類型、地面構(gòu)筑物）；釋放源離地面的高度；釋放的初始動(dòng)量和浮力。精品資料2.大氣(dàqì)穩(wěn)定度（P108）大氣穩(wěn)定度與空氣的垂直混合有關(guān)，晝間，空氣溫度隨高度增加而下降，地面處受熱密度(mìdù)變?。ㄕ趄v），空氣向上運(yùn)動(dòng)；夜晚，空氣溫度隨高度增加下降不多，垂直運(yùn)動(dòng)較少。圖5-3，晝間和夜間空氣溫度隨高度的變化，溫度梯度影響空氣的垂直運(yùn)動(dòng)夜間晝間精品資料2.大氣(dàqì)穩(wěn)定度（P108）穩(wěn)定度劃分：不穩(wěn)定、中性和穩(wěn)定劃分標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)地面加熱速度與地面散熱速度相對(duì)快慢不穩(wěn)定：加熱速度＞地面散熱速度地面附近的空氣溫度比高處的空氣溫度高，地表附近空氣的密度小，上層空氣密度大，密度小的空氣在這種浮力作用下上升，導(dǎo)致大氣不穩(wěn)定。[晴天上午9、10點(diǎn)后，肉眼會(huì)觀測(cè)到地表升騰；春秋早晨水霧消散]。中性：加熱速度=散熱速度。熱量(rèliàng)對(duì)大氣擾動(dòng)很小，但很難長久保持。穩(wěn)定：加熱速度＜散熱速度。地面附近的溫度比高處空氣的溫度低，地表附近空氣密度大于高處空氣的密度。重力影響抑制了大氣機(jī)械湍流。精品資料3.地面(dìmiàn)條件（P109）地面條件通過(tōngguò)對(duì)大氣施加曳力（摩擦力）改變風(fēng)速分布及大小。平坦的地面、水面等曳力小。高層建筑、密集建筑群等曳力比較大。圖5-3地面情況對(duì)垂直風(fēng)速梯度的影響

地面條件：影響地表的機(jī)械混合和隨高度變化的風(fēng)速

精品資料4.釋放(shìfàng)高度隨著(suízhe)泄漏高度的增加，煙羽達(dá)到地面的時(shí)間和距離均增加；此外，煙羽到達(dá)地面時(shí)的濃度也會(huì)更低，原因是煙羽被更多的稀釋。圖5-5泄漏高度增加地面濃度降低對(duì)地面濃度的影響很大。釋放高度越大，地面濃度越低。L2L1H1H2。精品資料5.釋放物質(zhì)的浮力(fúlì)和動(dòng)量釋放物質(zhì)的浮力和動(dòng)量改變了泄漏的有效高度；釋放物質(zhì)的物化性質(zhì)決定了擴(kuò)散影響(yǐngxiǎng)的區(qū)域和程度。內(nèi)部浮力占支配地位轉(zhuǎn)變區(qū)周圍環(huán)境湍流占支配地位初始加速和稀釋風(fēng)源圖5-6泄漏物質(zhì)的初始動(dòng)量和浮力影響煙羽的特性噴射氣體動(dòng)量將氣體帶到釋放點(diǎn)上方高處，使有效釋放高度更高。氣體噴出后根據(jù)氣體物化性質(zhì)（ρ，μ，D

）等導(dǎo)致氣體是（上浮還是下沉）及其快慢。經(jīng)過一定時(shí)間在空氣里傳播后，釋放的氣體被充分稀釋混合，與局部大氣環(huán)境物化性質(zhì)一致，變?yōu)橹行愿×怏w。精品資料5.釋放(shìfàng)物質(zhì)的浮力和動(dòng)量噴泉(pēnquán)

精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散(kuòsàn)模型（P110）中性浮力擴(kuò)散模型用來估算釋放后所釋放出的氣體與空氣混合，并導(dǎo)致混合氣體具有中性浮力后下風(fēng)向各處的濃度；適用于低濃度氣體，如濃度10-6量級(jí)。見圖5-1和5-2給出了兩種中性浮力蒸氣云擴(kuò)散模型：煙羽（連續(xù)源釋放）和煙團(tuán)模型（瞬時(shí)釋放）。煙團(tuán)模型可用來描述煙羽；對(duì)涉及動(dòng)態(tài)煙羽的研究（如風(fēng)向變化），須使用煙團(tuán)模型。濃度隨釋放時(shí)間、風(fēng)速(fēnɡsù)和釋放距離變化的公式：（5-7）Kj：漩渦擴(kuò)散率（湍流擴(kuò)散系數(shù)），取決于大氣湍流程度、地形條件等

對(duì)式（5-9）可給定適當(dāng)?shù)某跏紬l件（t=0的條件）和邊界條件（釋放到大氣后一定距離處濃度不受釋放源影響的大氣條件，如離源50m、100m處不受影響），作為擴(kuò)散模型的理論基礎(chǔ)。j假設(shè)空氣不可壓縮（5-9）精品資料圖5-7：風(fēng)作用下連續(xù)點(diǎn)源泄露(xièlòu)（煙羽）x：風(fēng)向；y：橫風(fēng)向；z：垂直風(fēng)向5.2中性(zhōngxìng)浮力擴(kuò)散模型精品資料圖5-8風(fēng)作用下煙團(tuán)隨風(fēng)(suífēnɡ)的移動(dòng)x：風(fēng)向；y：橫風(fēng)向；z：垂直風(fēng)向5.2中性浮力(fúlì)擴(kuò)散模型精品資料5.2中性(zhōngxìng)浮力擴(kuò)散模型：處理（P111）

A：采用湍流擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形CASE-1：無風(fēng)情況(qíngkuàng)下、穩(wěn)態(tài)、連續(xù)點(diǎn)源釋放穩(wěn)態(tài)：湍流擴(kuò)散系數(shù)不變（所有方向上）邊界條件：質(zhì)量釋放速率不變：無風(fēng)：邊界條件：邊界條件：（5-16）（5-10）精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型：處理（P112）

A：采用(cǎiyòng)湍流擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形CASE-2：無風(fēng)煙(fēnɡyān)團(tuán)擴(kuò)散湍流擴(kuò)散系數(shù)不變（所有方向上）邊界條件：煙團(tuán)釋放，即一定量的物質(zhì)瞬間釋放無風(fēng)：（5-20）（5-17）精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型(móxíng)：處理

A：采用湍流擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形CASE-3：無風(fēng)情況下的非穩(wěn)態(tài)連續(xù)(liánxù)點(diǎn)源釋放質(zhì)量釋放速率不變：湍流擴(kuò)散系數(shù)不變（所有方向上）無風(fēng)：初始條件：邊界條件：（5-17）（5-22）精品資料湍流(tuānliú)擴(kuò)散系數(shù)不變（所有方向上）質(zhì)量(zhìliàng)釋放速率不變：5.2中性浮力擴(kuò)散模型：處理（P113）

A：采用湍流擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形CASE-4：有風(fēng)情況下的穩(wěn)態(tài)連續(xù)點(diǎn)源釋放

風(fēng)沿一個(gè)方向如x方向：邊界條件：沿?zé)熡鹬行木€

（5-23）（5-24）（5-27）精品資料5.2中性(zhōngxìng)浮力擴(kuò)散模型：處理CASE-5：無風(fēng)時(shí)的煙團(tuán)。湍流(tuānliú)擴(kuò)散系數(shù)是各向異性煙團(tuán)釋放，湍流擴(kuò)散系數(shù)不同（所有方向上）邊界條件：無風(fēng)：A：采用湍流擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形

（5-28）（5-29）精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型：處理（P114）

A：采用湍流(tuānliú)擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形CASE-6：有風(fēng)情況下穩(wěn)態(tài)連續(xù)(liánxù)點(diǎn)源釋放。湍流擴(kuò)散系數(shù)各向異性連續(xù)釋放，

風(fēng)沿一個(gè)方向如x方向：邊界條件：與CASE-4相同

沿?zé)熡鹬行模?/p>

（5-30）（5-31）（5-32）精品資料5.2中性浮力(fúlì)擴(kuò)散模型：處理

A：采用湍流擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形CASE-7：有風(fēng)下的煙團(tuán)煙團(tuán)釋放，各方向湍流擴(kuò)散系數(shù)不同，風(fēng)沿x方向：邊界條件：與CASE-5相同(xiānɡtónɡ)，但有風(fēng)（5-33）精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型(móxíng)：處理

A：采用湍流擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形CASE-8：釋放(shìfàng)源在地面上的無風(fēng)時(shí)的煙團(tuán)與CASE-5相同，但釋放源在地面。地面代表不能滲透的條件，因此濃度是CASE-5的兩倍

（CASE-5）（5-34）精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型：處理

A：采用(cǎiyòng)湍流擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形CASE-9：釋放(shìfàng)源在地面上的穩(wěn)態(tài)煙羽與CASE-6相同，但釋放源位于地面，如圖5-9所示。地面不能滲透。結(jié)果是濃度應(yīng)是CASE-6的濃度的2倍

（CASE-6）（5-35）精品資料5.2中性浮力(fúlì)擴(kuò)散模型：處理

A：采用湍流擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形CASE-10：連續(xù)的穩(wěn)態(tài)源。釋放(shìfàng)源在地面上方高度Hr高度連續(xù)釋放，

風(fēng)沿一個(gè)方向如x方向：邊界條件：精品資料5.2中性(zhōngxìng)浮力擴(kuò)散模型：處理

A：采用湍流擴(kuò)散系數(shù)Kj的情形CASE-10：連續(xù)的穩(wěn)態(tài)源。釋放(shìfàng)源在地面上方Hr高度對(duì)此種情形，地面起著距釋放源Hr處的不能滲透的邊界作用

。若，簡化為釋放源在地面上的情況

（5-36）精品資料5.2中性(zhōngxìng)浮力擴(kuò)散模型：處理（P115）

B：簡便有效的處理方法對(duì)于(duìyú)上面10種情形都依賴于Kj。一般Kj隨位置、時(shí)間、風(fēng)速和天氣情況而變。湍流擴(kuò)散系數(shù)這一方法是在理論上可行，但實(shí)際上不方便，且不能提供有效的關(guān)系式。[問題！]精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型(móxíng)：處理

B：簡便有效的處理方法解決辦法：1、Sutton提出(tíchū)了解決辦法，引入新的擴(kuò)散系數(shù)定義。下風(fēng)向：側(cè)風(fēng)向：垂直風(fēng)向：（5-37）

這些值比湍流擴(kuò)散系數(shù)更易由實(shí)驗(yàn)確定。Pasquill-Gifford模型：精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型：處理(chǔlǐ)

B：簡便有效的處理(chǔlǐ)方法解決辦法：2、擴(kuò)散系數(shù)是大氣(dàqì)情況及釋放源下風(fēng)向距離的函數(shù)：大氣情況：根據(jù)六種不同的穩(wěn)定度等級(jí)進(jìn)行分類，見表5-1。表5-1Pasquill-Gifford的擴(kuò)散模型的大氣穩(wěn)定度等級(jí)表面風(fēng)速（m/s）晝間日照夜間條件強(qiáng)適中弱薄云層或大于4/8低沉的云≤3/8朦朧＜22～33～44～6＞6AA～BBCCA～BBB～CC～DDBCCDDFEDDDFFEDD精品資料穩(wěn)定度等級(jí)依賴于風(fēng)速和日照程度。白天，風(fēng)速的增加導(dǎo)致(dǎozhì)較高的穩(wěn)定度(A>B>C>D>E>F)；夜晚則相反。原因是從白天到夜晚，垂直方向上溫度變化引起的。對(duì)連續(xù)源的擴(kuò)散系數(shù)σy和σz，由圖5-10，5-11給出。表5-2為相應(yīng)關(guān)系式。為給出σx的值，假設(shè)：σx=σy5.2中性浮力擴(kuò)散(kuòsàn)模型：處理

B：簡便有效的處理方法解決辦法：精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型(móxíng)：處理

B：簡便有效的處理方法解決辦法：圖5-10泄漏(xièlòu)位于農(nóng)村時(shí)P-G煙羽模型的擴(kuò)散系數(shù)x精品資料5.2中性(zhōngxìng)浮力擴(kuò)散模型：處理

B：簡便有效的處理方法解決辦法：圖5-11泄漏(xièlòu)位于城市時(shí)P-G煙羽模型的擴(kuò)散系數(shù)精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型(móxíng)：處理

B：簡便有效的處理方法解決辦法：表5-2煙羽擴(kuò)散(kuòsàn)的Pasquill-Gifford模型擴(kuò)散(kuòsàn)系數(shù)Pasquill-Gifford穩(wěn)定度等級(jí)/m/m農(nóng)村條件ABCDEF城市條件A～BCDE～F精品資料煙團(tuán)釋放的擴(kuò)散系數(shù)σy和σz由圖5-12給出，關(guān)系式見表5-3。煙團(tuán)的擴(kuò)散系數(shù)是基于有限數(shù)據(jù)得到的，不夠(bùgòu)精確。5.2中性浮力擴(kuò)散模型：處理

B：簡便有效(yǒuxiào)的處理方法解決辦法：精品資料5.2中性浮力(fúlì)擴(kuò)散模型：處理

B：簡便有效的處理方法解決辦法：圖5-12P-G煙團(tuán)模型(móxíng)的擴(kuò)散系數(shù)精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型：處理

B：簡便(jiǎnbiàn)有效的處理方法解決辦法：表5-3煙團(tuán)擴(kuò)散(kuòsàn)的Pasquill-Gifford模型擴(kuò)散(kuòsàn)系數(shù)Pasquill-Gifford穩(wěn)定度等級(jí)/m或/m/mPasquill-Gifford穩(wěn)定度等級(jí)/m或/m/mABCDEFPasquill由式（5-37）重新得到了CASE-1～CASE-10的方程。即眾所周知的Pasquill-Gifford模型精品資料5.2中性(zhōngxìng)浮力擴(kuò)散模型：處理

B：簡便有效的處理方法CASE-11：地面上瞬時(shí)點(diǎn)源的煙團(tuán)，坐標(biāo)系固定在釋放點(diǎn)，風(fēng)速恒定為u，風(fēng)向(fēngxiàng)僅沿x方向（5-38）

氣云中心濃度可令x=ut,y=z=0（5-41）

地面上沿x軸的濃度可令y=z=0,得到（5-40）

精品資料5.2中性(zhōngxìng)浮力擴(kuò)散模型：處理

B：簡便有效的處理方法CASE-13：位于地面Hr高處(ɡāochǔ)的連續(xù)穩(wěn)態(tài)源的煙羽風(fēng)向沿x軸，風(fēng)速恒定為u（5-49）

CASE-12：地面上的連續(xù)穩(wěn)態(tài)源的煙羽，風(fēng)向沿x軸，風(fēng)速恒定為u（5-46）

精品資料5.2中性浮力擴(kuò)散模型：處理(chǔlǐ)

B：簡便有效的處理(chǔlǐ)方法（5-58）

CASE-15：位于地面Hr高處的瞬時(shí)點(diǎn)源的煙團(tuán)，坐標(biāo)系位于地面的釋放(shìfàng)點(diǎn)處，風(fēng)向沿x軸，風(fēng)速恒定為u（5-54）

CASE-14：位于地面Hr高處的瞬時(shí)點(diǎn)源的煙團(tuán)，坐標(biāo)系位于地面并隨煙團(tuán)移動(dòng)精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)（P120）一、重氣：氣體(qìtǐ)密度大于周圍空氣密度的氣體(qìtǐ)。圖片一：圖片一

X-Z平面上濃度等值線圖，Y=0.0m,t=5.0s精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)圖片(túpiàn)二：圖片二X-Z平面上濃度等值線圖，Y=0.0m,t=10.0s精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)圖片(túpiàn)三：圖片三X-Z平面上濃度等值線圖，Y=0.0m,t=15.0s精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)圖片(túpiàn)四：圖片四X-Z平面上濃度等值線圖，Y=0.0m,t=20.0s精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)圖片(túpiàn)五：圖片五X-Z平面上濃度等值線圖，Y=0.0m,t=30.0s精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)二、重氣云擴(kuò)散特點(diǎn)：①重氣云釋放后，可能在垂直和水平方向上形成尺寸相近的氣云（源附近）；②重氣云在重力影響(yǐngxiǎng)下向地面沉降，高度減小，水平范圍擴(kuò)大；③在重力作用下，氣云向周圍空氣擴(kuò)散而被稀釋；④空氣經(jīng)垂直方向和水平方向進(jìn)一步卷吸，氣云高度略增加；⑤充分稀釋后，大氣湍流超過重力影響(yǐngxiǎng)而居支配地位，顯示出典型高斯擴(kuò)散特征。精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)某城郊冶煉廠18根煙囪不分晝夜排放廢氣上萬居民生活在濃煙中（2004年07月22日來源：貴州都市報(bào)）硅錳冶煉釋放的黃褐色濃煙中,含有大量粉塵,濃煙升上天空(tiānkōng)后,粉塵很快會(huì)沉到地面。精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)（P121）三、重氣擴(kuò)散的Britter-Mcquaid模型1、模型建立：通過量綱分析和對(duì)現(xiàn)有重氣云的擴(kuò)散數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)后建立的。2、適用條件：對(duì)瞬時(shí)源或連續(xù)源地面重氣釋放都適用；因主要對(duì)偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村地區(qū)地形（即平坦、開闊地形）的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，故僅適用于那些類型條件下的釋放；不能解釋如釋放高度、地面粗糙度和風(fēng)速的影響。3、應(yīng)用條件：需給定(ɡěidìnɡ)初始?xì)庠企w積、初始煙羽體積流量、釋放持續(xù)時(shí)間、初始?xì)怏w密度，及10m高處的風(fēng)速、下風(fēng)向距離和周圍氣體密度。精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)4、應(yīng)用步驟⑴等溫條件1.確定重氣模型是否適用。初始(chūshǐ)氣云浮力定義為：（5-59）

g0：初始浮力系數(shù)；g：重力加速度；ρ0：泄露物質(zhì)的初始密度；ρa(bǔ)：周圍大氣的密度。重氣：ρ0>ρa(bǔ)，g0>0,下沉；g0<0，上浮。精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)（5-64）

2.連續(xù)源或瞬時(shí)源的區(qū)分(qūfēn)準(zhǔn)則

：泄露持續(xù)時(shí)間；x為下風(fēng)向的距離判為連續(xù)重氣釋放（煙羽）；可采用兩種模型但取最大濃度結(jié)果，瞬時(shí)釋放（煙團(tuán)）；精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)b)瞬時(shí)(shùnshí)釋放的特征源尺寸（煙團(tuán)）（5-60）

Di:為瞬時(shí)源的特征源尺寸[i:instantaneous],V0為泄露的初始體積Dc：特征源尺寸，q0：重氣擴(kuò)散的初始煙羽體積流量，m3/s；u：10m高處的風(fēng)速,m/s。[c:continuous]（5-61）

3.確定特征源尺寸：a)連續(xù)釋放的特征源尺寸(煙羽)精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)④對(duì)厚重氣云判據(jù)如下：a：連續(xù)釋放(shìfàng)b:瞬時(shí)釋放(shìfàng)（5-62）

（5-63）

若滿足這些準(zhǔn)則，可用圖5-13和5-14來估算下風(fēng)向的濃度；表5-4和5-5給出了圖中關(guān)系的表達(dá)式精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)精品資料5.3重氣擴(kuò)散(kuòsàn)（P123）⑵非等溫釋放：B-M模型推薦了兩種不同的計(jì)算方法處理一：對(duì)初始(chūshǐ)濃度進(jìn)行修正（見例5-3）處理二：不考慮傳熱的影響，釋放物質(zhì)與周圍環(huán)境氣體溫度相平均精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)（P123）一、問題提出：通過擴(kuò)散計(jì)算得到濃度后，需要判斷什么樣的濃度水平具有危險(xiǎn)性？如何利用第二章的閾限值來確定不同的危險(xiǎn)性水平范圍？方法1：采用第2章的概率模型，考慮毒物濃度瞬時(shí)變化的效應(yīng)，但僅對(duì)少數(shù)化學(xué)物質(zhì)有效，且這些模型結(jié)果變化范圍較大方法2：簡化方法，即指定一些毒害物濃度標(biāo)準(zhǔn)，假設(shè)個(gè)人(gèrén)暴露于超過該濃度標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境中就有危險(xiǎn)精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)（P123）圖片(túpiàn)六初始隔離和防護(hù)區(qū)示意圖初始隔離區(qū)是指發(fā)生事故時(shí)，公眾生命可能受到威脅的區(qū)域。是以泄漏源為中心的一個(gè)圓周圍域，周圍的半徑即為初始隔離距離。該區(qū)域只允許少數(shù)消防特勤官兵和搶救隊(duì)伍進(jìn)入。防護(hù)區(qū)是指下風(fēng)向有毒害氣體、蒸氣、煙霧或粉塵可能影響的區(qū)域，泄漏源下風(fēng)向的正方形區(qū)域。正方形的邊長即為下風(fēng)向疏散距離。該區(qū)域內(nèi)如果不進(jìn)行防護(hù)，則可能使人致殘或產(chǎn)生嚴(yán)重的或不可逆的健康危害，應(yīng)疏散公眾，禁止未防護(hù)人員進(jìn)入或停留。精品資料5.4毒性作用(zuòyòng)標(biāo)準(zhǔn)圖片(túpiàn)七控制區(qū)分布示意圖精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)熱區(qū)(紅區(qū)，限制區(qū))：該區(qū)域是直接接近泄漏源的區(qū)域，在其邊界應(yīng)該設(shè)有明顯的標(biāo)志，將其與其外的區(qū)域區(qū)別(qūbié)開來。在此區(qū)域內(nèi)的主要任務(wù)是進(jìn)行人員疏散,區(qū)域內(nèi)不執(zhí)行洗消和傷員救護(hù)。只有受過正規(guī)訓(xùn)練和有特殊裝備的應(yīng)急處置人員才能夠在這個(gè)區(qū)域作業(yè)。所有進(jìn)入這個(gè)區(qū)域的人員必須在安全人員和指揮者的控制下工作，還應(yīng)設(shè)定一個(gè)可以在緊急情況下得到后援人員幫助的緊急入口。精品資料5.4毒性作用(zuòyòng)標(biāo)準(zhǔn)暖區(qū)(黃區(qū)，除污區(qū))：是進(jìn)行人員和設(shè)備洗消(xǐxiāo)及對(duì)熱區(qū)實(shí)施支援的區(qū)域。該區(qū)域設(shè)有進(jìn)入熱區(qū)的通道入口控制點(diǎn)和清洗控制通道。一般應(yīng)設(shè)有兩種清洗通道，分別用于處理傷亡人員和穿戴防護(hù)服的救援人員。只有受過訓(xùn)練的凈化人員和安全人員才可以在該區(qū)工作。精品資料5.4毒性作用(zuòyòng)標(biāo)準(zhǔn)冷區(qū)(綠區(qū)，支援區(qū))：冷區(qū)內(nèi)設(shè)有指揮所，并具有一些必要的控制事故的功能。該區(qū)域是安全的，只有應(yīng)急人員和必要的專家(zhuānjiā)才能在該區(qū)域停留。精品資料5.4毒性作用(zuòyòng)標(biāo)準(zhǔn)（P123）二、標(biāo)準(zhǔn)和方法：政府機(jī)構(gòu)(jīgòu)和非官方協(xié)會(huì)發(fā)布了很多標(biāo)準(zhǔn)1、ERPGs：污染空氣的應(yīng)急反應(yīng)計(jì)劃指南；由工業(yè)界提出，由美國工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會(huì)AIHA出版[EmergencyResponsePlanningGuidelines]⑴ERPG-1：空氣中最高濃度，低于該值下，幾乎所有人都可暴露于其中1h，除了輕微的短暫的對(duì)身體危害或明顯氣味外，沒有其他影響。精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)⑵ERPG-2：空氣中最高濃度，若低于該值，幾乎所有人都能在其中暴露1h，除逐步顯示出不可逆或嚴(yán)重的健康危害，或削弱人員采取保護(hù)行動(dòng)的能力，而沒有其他影響⑶ERPG-3：空氣中最高濃度，若低于該值，幾乎所有人在其中暴露1h，會(huì)逐步顯示出危機(jī)生命健康的影響AIHA獲得了47個(gè)化學(xué)物質(zhì)的ERPGs；且逐步校驗(yàn)(xiàoyàn)，更新和擴(kuò)充。ERPGs正逐漸成為企業(yè)/政府的標(biāo)準(zhǔn)。精品資料表5-6緊急響應(yīng)計(jì)劃指南(ERPGs)(凡無注明(zhùmínɡ)，單位均為10-6)5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)ERPG-1ERPG-2ERPG-3化學(xué)物質(zhì)ERPG-1ERPG-2ERPG-3氨252001000甲醛11025氯氣1320乙醛102001000氯化氫320100甲醇20010005000硫化氫0.130100苯501501000氰化氫NA1025氯苯11025氟化氫2050苯酚1050200光氣NA0.21甲苯503001000二氧化氯0.3315甲硫醇0.00525100溴0.215乙酸乙烯575500四氯化鈦5mg/m320mg/m3100mg/m3苯乙烯502501000精品資料5.4毒性作用(zuòyòng)標(biāo)準(zhǔn)2、IDLH濃度標(biāo)準(zhǔn)[ImmediatelyDangeroustoLifeandHealth]由NIOSH（國家職業(yè)安全與健康研究院）發(fā)布了常見工業(yè)氣體急性毒性測(cè)量IDLH濃度。⑴IDLH定義為：“暴露于污染物，此暴露很可能引起死亡，或直接的或后來的永遠(yuǎn)不可逆的健康影響，或妨礙人員從暴露環(huán)境中逃離”。⑵IDLH值也考慮了急性中毒反應(yīng)，如嚴(yán)重的眼部刺激、逃生障礙(zhàngài)等。IDLH標(biāo)準(zhǔn)是某一最大濃度，超過該濃度后，所有未防護(hù)的人員必須離開該區(qū)域；超過該濃度后，必須提供高度可靠的人員保護(hù)設(shè)備裝置。精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)⑶IDLH值是為保護(hù)眾多人員而制定的（未考慮敏感人群），必須根據(jù)敏感人群進(jìn)行調(diào)整、例如對(duì)老人、殘障人員或病人等需要調(diào)整。⑷目前已有380種化學(xué)物質(zhì)的IDLH數(shù)據(jù)。對(duì)可燃蒸汽，IDLH濃度定義為可燃下限（LIL）濃度的10%。但I(xiàn)DLH標(biāo)準(zhǔn)尚未被公認(rèn)(gōngrèn)，且關(guān)于該值的文件資料很少。精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)3、EEGL標(biāo)準(zhǔn)[EmergencyExposureGuidelineLimits]由美國國家研究委員會(huì)的毒物學(xué)家制定，目前對(duì)44種化學(xué)物給出了EEGL⑴EEGL定義：在緊急情況下，人們持續(xù)暴露其中1～24h并完成指定任務(wù)所能接受的氣體、蒸汽或煙霧的濃度。⑵應(yīng)用：暴露于EEGL濃度中可能產(chǎn)生瞬間刺激，或中樞神經(jīng)系統(tǒng)受影響，但不應(yīng)(bùyīnɡ)（產(chǎn)生持續(xù)影響或削弱完成任務(wù)能力的）影響精品資料5.4毒性作用(zuòyòng)標(biāo)準(zhǔn)⑶SPEGL：一般公眾可接受(jiēshòu)的暴露濃度使用SPEGL需考慮不同敏感類型人群對(duì)暴露的反應(yīng)。⑷EEGL和SPEGL值見表5-7。EEGL和SPEGL相對(duì)IDLH的優(yōu)勢(shì)在于：SPEGL考慮了對(duì)敏感人群的影響；EEGL和SPEGL是針對(duì)一些不同的持續(xù)時(shí)間而提出的。精品資料表5-7緊急暴露指導(dǎo)(zhǐdǎo)標(biāo)準(zhǔn)(EEGLs)(凡無注明，單位均為10-6)5.4毒性作用(zuòyòng)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)1小時(shí)EEGL24小時(shí)EEGL來源化學(xué)物質(zhì)1小時(shí)EEGL24小時(shí)EEGL來源氨100NRCVII丙酮85001000NRCI氯氣30.5NRCII丙烯醛0.050.01NRCI氯化氫2020NRCVII甲醇20010NRCIV硫化氫10NRCIV苯502NRCVI一氧化碳40050NRCIV三氯乙烯2×10-81×10-8NRCVIII二硫化碳50NRCI甲基苯肼0.240.01NRCV光氣0.20.02NRCII甲苯200100NRCVII二氧化氮10.04NRCIV二甲苯200100NRCII氟7.51NRCI環(huán)氧乙烷201NRCVI水銀（蒸汽）0.2mg/m3NRCI乙二醇4020NRCIV精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)4、ACGIH的閾限值—TLV-STEL和TLV-CACGIH（美國政府工業(yè)衛(wèi)生聯(lián)合會(huì)）的TLV-STEL、TLV-C等可作為基準(zhǔn)。這些閾限值用于保護(hù)人員免受來自化學(xué)物暴露的急性影響（如刺激和麻醉(mázuì)）。這些標(biāo)準(zhǔn)可用于毒性氣體擴(kuò)散，但他們是為人員暴露設(shè)計(jì)的，故結(jié)果比較保守。精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)（P126）5、OSHA的PEL值。具有法律效力[PermissibleExposureLimit]PEL標(biāo)準(zhǔn)同針對(duì)TLV-TWA的ACGIH標(biāo)準(zhǔn)相似，亦以8h的時(shí)間加權(quán)平均(píngjūn)暴露為基礎(chǔ)的，引自O(shè)SHA的“可接受的最高極限濃度”。精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)6、EPA-RMP標(biāo)準(zhǔn)[RiskManagementPlanning]由EPA發(fā)布的一組毒性限值，作為RMP的一部分，并附有毒氣體釋放作了空中擴(kuò)散模擬(mónǐ)。按照優(yōu)先順序，毒性限值為：①ERPG-2；②由緊急計(jì)劃部門和公眾緊急知情法發(fā)布的關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)（LOC）。LOC是“普通群眾暴露于極度危險(xiǎn)的物質(zhì)中，在相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)不會(huì)引起嚴(yán)重的不可逆的健康影響的最高濃度?！痹赗MP標(biāo)準(zhǔn)中，給出了74種物質(zhì)的毒性限值（表5-8）精品資料表5-8EPA風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃(jìhuà)確定的中毒極限5.4毒性作用(zuòyòng)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)中毒極限(mg/L)化學(xué)物質(zhì)中毒極限(mg/L)氨(無水)0.14四氯化鈦0.02氯氣0.0087丙烯醛0.0011氯化氫(無水)0.030呋喃0.0012硫化氫0.042氯仿0.49一氧化氮0.031二硫化碳0.16二氧化氯0.0028甲基苯肼0.0094光氣0.00081溴0.0065二氧化硫0.0078三氧化硫0.010氟0.0039環(huán)氧丙烷0.59甲醛（無水）0.012乙酸乙烯0.26精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)本節(jié)小結(jié)：①ERPG、SPEGL、EEGL是通常情況特別是制定緊急反應(yīng)計(jì)劃時(shí)可以利用的最直接相關(guān)的毒物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。它們的建立很明確，即應(yīng)用于一般人群和考慮敏感人群，解決毒性數(shù)據(jù)中的合理的不確定(quèdìng)性因素。②若涉及無SPEGL和EEGL的物質(zhì)，可采用IDLH標(biāo)準(zhǔn)。由于IDLH標(biāo)準(zhǔn)的建力未考慮敏感人群，另外它們是建立在最多30分鐘的暴露時(shí)間的基礎(chǔ)上，故EPA建議影響區(qū)域的確定(quèdìng)應(yīng)以10%IDLH標(biāo)準(zhǔn)作為暴露標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)③若研究的目的主要是確定瞬時(shí)影響的區(qū)域（如感覺器官傷害或者氣味影響），則使用TLV-STEL和最高極限可能最為合適(héshì)，一般而言，對(duì)位于這些極限確定的區(qū)域以外的人員，可認(rèn)為不受影響④若無ERPG數(shù)據(jù)，可利用Craig的濃度指標(biāo)體系（表5-9）⑤各種方法的結(jié)果可能有差異，實(shí)際使用中要選擇適用的方法精品資料表5-9推薦的可選擇(xuǎnzé)濃度指標(biāo)體系5.4毒性作用(zuòyòng)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)簡碼：AIHA—美國工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會(huì)NIOSH—國家職業(yè)安全與健康研究院NRC—加拿大國家研究委員會(huì)EPA—環(huán)境保護(hù)局FEMA—聯(lián)邦緊急管理局DOT—美國運(yùn)輸部OSHA—美國職業(yè)安全與健康管理局ACGIH—美國工業(yè)衛(wèi)生學(xué)者政府聯(lián)合會(huì)精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)[例5-2]：氯氣泄露的瞬時(shí)(shùnshí)釋放居民區(qū)u500mz8kmx1.0kgCASE-11：地面上瞬時(shí)點(diǎn)源的煙團(tuán)，坐標(biāo)系固定在釋放點(diǎn)，風(fēng)速恒定為u，風(fēng)向僅沿x方向精品資料5.4毒性(dúxìnɡ)作用標(biāo)準(zhǔn)①風(fēng)速u=2m/s時(shí)，氣云到達(dá)居民區(qū)的時(shí)間②居民區(qū)最大濃度（氣云中心(zhōngxīn)，式5-41）③氣云最大濃度達(dá)到的ERPG-1的擴(kuò)散距離（氣云中心(zhōngxīn)，式5-41，C=ERPG-1）

精品資料2-7精品資料2-8精品資料5.5釋放(shìfàng)動(dòng)量和浮力的影響（P131）煙囪風(fēng)熱煙氣連續(xù)泄露煙羽熱氣體隨著與冷空氣的混合和稀釋變冷具體說明見圖5-15。煙囪排放的物質(zhì)由于具有向上的速度而具有動(dòng)量；同時(shí)煙囪內(nèi)煙氣溫度較高而具有浮力。因此，熱煙氣從煙囪中排放出來后，熱煙氣將持續(xù)上升；隨著熱煙氣的冷卻和動(dòng)量的消失，上升速度變慢，最后停止上升，轉(zhuǎn)變?yōu)榧兯?shuǐpíng)、豎直的擴(kuò)散。圖5-15：煙囪熱煙羽表明初始浮力上升精品資料x-z平面(píngmiàn)天然氣濃度分布圖x-y平面(píngmiàn)天然氣濃度分布圖精品資料5.5釋放動(dòng)量(dòngliàng)和浮力的影響在5.1節(jié)圖5.6中已看到，煙團(tuán)或煙羽的釋放特性依賴于釋放的初始(chūshǐ)動(dòng)量和浮力：初始(chūshǐ)動(dòng)量和浮力改變了有效的高度。如：地面向上噴射的釋放比沒有噴射的釋放具有更高的有效高度；溫度高于周圍環(huán)境空氣溫度的蒸汽的釋放，由于（初始(chūshǐ)）浮力作用而上升，從而增加了釋放的有效高度。精品資料為對(duì)釋放高度的修正值；為煙囪內(nèi)氣體的排出速度(sùdù)為煙囪內(nèi)徑；為風(fēng)速；為大氣壓；為煙囪內(nèi)氣體的溫度；為空氣溫度。5.5釋放動(dòng)量(dòngliàng)和浮力的影響Turner建議對(duì)煙囪排放，可使用Holland經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算來自排放浮力和動(dòng)量的額外高度：（5-61）

精品資料5.6釋放(shìfàng)緩解①釋放緩解：通過以下方法作用于釋放源以減少釋放事故的危險(xiǎn)a通過減少能夠產(chǎn)生危害(wēihài)蒸汽云事件的可能性的預(yù)防性方法；b通過減少釋放量和（或）當(dāng)?shù)厝藛T或財(cái)產(chǎn)暴露的保護(hù)性方法。釋放緩解方法是圖4-1種后果模擬步驟的一部分。選擇完釋放事件后，即可用源模型確定釋放速率或總的釋放量。擴(kuò)散模型可與第7章的火災(zāi)或爆炸模型聯(lián)合使用。可用來進(jìn)行后果評(píng)價(jià)。精品資料5.6釋放(shìfàng)緩解②風(fēng)險(xiǎn)由后果和可能性組成。因此對(duì)釋放后果的估算(ɡūsuàn)僅提供了整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的一半。對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，必須包括后果和發(fā)生概率兩方面。③釋放緩解方法主要有本質(zhì)安全、工程設(shè)計(jì)、管理、早期蒸汽監(jiān)測(cè)和報(bào)警對(duì)策、應(yīng)急反應(yīng)等。本質(zhì)安全、工程設(shè)計(jì)和管理，在任何釋放緩解方法中都應(yīng)該是首要考慮的問題。見表5-10。精品資料5.6釋放(shìfàng)緩解表5-10釋放(shìfàng)緩解方法作業(yè)：5.2，5.6，5.26精品資料第6章火災(zāi)(huǒzāi)和爆炸火災(zāi)的危害很大：2009年全國火災(zāi)12.7萬起（公安部消防局）2009年，全國共發(fā)生火災(zāi)12.7萬起，死亡1076人，受傷580人，直接(zhíjiē)財(cái)產(chǎn)損失13.2億元（央視新址園區(qū)火災(zāi)損失未統(tǒng)計(jì)入內(nèi)），同比分別下降4.5％、22.3％、15.7％和23.4％。精品資料第6章火災(zāi)(huǒzāi)和爆炸新華社2011年７月１２日電（記者鄒偉）公安部消防局日前公布了2010年全國火災(zāi)情況。2010年，全國接報(bào)火災(zāi)（不含森林、草原、軍隊(duì)、礦井地下部分火災(zāi)，下同）起數(shù)、損失同比分別上升2.6%、12%，死亡、受傷人數(shù)同比分別下降3.5%、6.5%。起火原因：半數(shù)火災(zāi)系電氣、用火不慎引發(fā)。2010年，全國共接報(bào)火災(zāi)13.17萬起，死亡1108人，受傷573人，直接財(cái)產(chǎn)損失17.7億元。其中，因電線短路、過負(fù)荷及電氣設(shè)備故障等電氣原因引起的火災(zāi)共40481起，占火災(zāi)總數(shù)的30.7%，因生活用火不慎引發(fā)火災(zāi)25547起，占19.4%。在69起較大以上(yǐshàng)火災(zāi)中，有24起為電氣原因引起，占34.8%；有12起為生活用火不慎引起，占17.4%。2010年：新中國成立以來滅火救援任務(wù)最多一年。2010年共接警出動(dòng)58.9萬起（公安部消防局）精品資料第6章火災(zāi)(huǒzāi)和爆炸2012年1月19日，公安部消防局：2011年，全國共接報(bào)火災(zāi)125402起，死亡1106人，受傷572人，直接財(cái)產(chǎn)損失18.8億元。節(jié)日期間燃放煙花引發(fā)的火災(zāi)增多，施工(shīgōng)工地、農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)及出租屋、“三合一”、小作坊、小商店等小場(chǎng)所火災(zāi)較多，用電用火引發(fā)的火災(zāi)仍占較大比重。全國住宅共發(fā)生火災(zāi)48548起，與2010年相比，下降7.8%；人員密集場(chǎng)所發(fā)生火災(zāi)12471起，同比下降9.6%；交通工具發(fā)生火災(zāi)13049起，同比下降7.6%；易燃易爆場(chǎng)所發(fā)生火災(zāi)407起，同比下降11.1%；廠房發(fā)生火災(zāi)6779起，同比下降5.6%；倉儲(chǔ)場(chǎng)所發(fā)生火災(zāi)5463起，同比下降13.9%。2011年共接警出動(dòng)65.5萬起（公安部消防局）精品資料第6章火災(zāi)(huǒzāi)和爆炸化工廠通常的三種事故是火災(zāi)、爆炸和毒物泄漏。為防止火災(zāi)爆炸事故，工程師們必須熟悉：物質(zhì)的物化特性，尤其是火災(zāi)爆炸性火災(zāi)爆炸過程特性預(yù)防或減少(jiǎnshǎo)火災(zāi)爆炸危害的方法第6章解決前兩個(gè)問題，重點(diǎn)討論火災(zāi)爆炸的定義和估算火災(zāi)爆炸程度和后果的計(jì)算方法。第7章則討論預(yù)防或減少(jiǎnshǎo)火災(zāi)、爆炸危害的方法。精品資料6.1火三角(sānjiǎo)（火三要素）（P139）火燃料(ránliào)氧化劑空氣/O2氧化劑空氣/O2燃料熱量無燃料或無氧化劑或→無熱量=不燃燒“三無條件”圖6-1火三角燃料+氧化劑+熱量→燃燒熱量（點(diǎn)火源）精品資料HotGasLayerRadiationDoorAirExhaustGasCompartmentFire精品資料FurnitureCalorimeter精品資料6.1火三角(sānjiǎo)（火三要素）火災(zāi)或燃燒是指燃料與氧化劑在能量引發(fā)下快速反應(yīng)釋放熱量的氧化—反應(yīng)過程。因此，切斷燃料、切斷氧化劑（空氣或氧氣）或切斷能量均可導(dǎo)致燃燒熄火。燃料—固體：木柴、纖維、金屬顆粒、塑料、家具等—液體：汽油、柴油、烴類、醚、生物質(zhì)油（松籽油、蓖麻油）—?dú)怏w：乙炔(yǐquē)、H2、丙烷、CO氧化劑—固體：金屬過氧化物、亞硝酸銨等，KNO3—液體：H2O2、HNO3、HClO7—?dú)怏w：O2、F2、Cl2、Br2引燃源：火花、火焰、靜電、熱精品資料6.2有關(guān)(yǒuguān)概念火災(zāi)與爆炸的區(qū)別：能量釋放的快慢(kuàimàn)?；馂?zāi)能量釋放慢，爆炸釋放能量快，通常是ms級(jí)。二者可互為因果燃燒或火災(zāi)、引燃、自燃點(diǎn)（AIT）、閃點(diǎn)（FP）、燃點(diǎn)、燃燒極限、爆炸、機(jī)械爆炸、爆燃、爆轟、受限爆炸、無約束爆炸、沸騰液體擴(kuò)散蒸汽爆炸（BLEVE）、粉塵爆炸、沖擊波、超壓。精品資料6.2有關(guān)(yǒuguān)概念薄霧可燃不燃LFLUFL自燃(zìrán)區(qū)飽和蒸汽壓曲線燃燒下限燃燒上限不燃C可燃蒸汽濃度閃點(diǎn)溫度自燃點(diǎn)(AIT)

T圖6-2各種燃燒特性間的關(guān)系LFL：LowerFlammableLimitUFL：UpperFlammableLimit圖6-2解釋閃點(diǎn)：液體的閃點(diǎn)是能產(chǎn)生足夠蒸汽，蒸汽與空氣混合成可點(diǎn)燃混合物的最低溫度。燃點(diǎn)：液體燃料上方的蒸汽一經(jīng)點(diǎn)燃便能持續(xù)燃燒的最低溫度。燃燒極限：蒸汽和空氣混合物只有在確定好的組成范圍內(nèi)才能被引燃并燃燒。C>UFL：不燃燒，由于氧化劑過少，一旦燃燒可能把氧化劑消耗完而不再燃燒C<LFL：不燃燒，由于燃料太少，一旦燃燒可能把燃料消耗完而不再燃燒。閃點(diǎn)和燃燒極限不是物性參數(shù)，而由所使用的特種試驗(yàn)儀器和方法定義的。精品資料6.3液體和蒸汽(zhēnɡqì)的燃燒特性（P142）①液體：閃點(diǎn)和燃點(diǎn)是描述液體火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性的主要參數(shù)之一，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)測(cè)定見圖6-3。閃點(diǎn)：此時(shí)會(huì)發(fā)出(fāchū)足夠產(chǎn)生瞬間火焰的蒸汽但不能持久；燃點(diǎn)：此時(shí)會(huì)發(fā)出(fāchū)足夠產(chǎn)生可持續(xù)火焰的蒸汽。精品資料6.3液體和蒸汽(zhēnɡqì)的燃燒特性圖6-3Cleveland開杯閃點(diǎn)(shǎndiǎn)測(cè)定精品資料6.3液體和蒸汽的燃燒(ránshāo)特性Tf

:閃點(diǎn)，K；a、b、c為常數(shù)(chángshù)，K，見表6-1；Tb為液體沸點(diǎn)，K(6-1)

Satyanarayana和Rao指出，純物質(zhì)的閃點(diǎn)與液體的沸點(diǎn)可由公式很好關(guān)聯(lián)。對(duì)超過1200種化合物的閃點(diǎn)，值的誤差低于1%精品資料6.3液體(yètǐ)和蒸汽的燃燒特性表6-1預(yù)測(cè)(yùcè)閃點(diǎn)所用的參數(shù)化學(xué)物質(zhì)abc化學(xué)物質(zhì)abc烴225.1537.62217酮260.5296.01908醇230.8390.51780鹵262.1414.02154胺222.4416.61900醛264.5293.01970酸323.2600.12970含磷化合物201.7416.11666醚275.9700.02879含氮化合物185.7432.01645硫磺238.0577.92297石油餾分237.9334.41807酯260.8449.22217精品資料6.3液體(yètǐ)和蒸汽的燃燒特性（P143）②氣體和蒸汽a、純蒸汽的燃燒極限在專門設(shè)計(jì)的封閉儀器(yíqì)（圖6-4）中由試驗(yàn)測(cè)定。將已知濃度的蒸汽—空氣混合氣體沖入容器中并點(diǎn)燃，測(cè)量最大爆炸壓力。試驗(yàn)在不同濃度下反復(fù)進(jìn)行以便得到特定氣體的燃燒極限b、蒸汽混合物：實(shí)際經(jīng)常遇到混合物?？捎蒐eChatelier方程（P144頁的隱含假設(shè)）估算混合蒸汽的LFL（燃燒下限）和UFL（燃燒上限）精品資料為蒸汽混合物的燃燒下限；yi為混合物中i中蒸汽的體積分?jǐn)?shù)(fēnshù)，LFLi為混合物中i物質(zhì)的燃燒下限6.3液體和蒸汽(zhēnɡqì)的燃燒特性（6-2）

（6-3）

為蒸汽混合物的燃燒下限，為混合物中i物質(zhì)的燃燒下限

[例6-2]：簡單計(jì)算

同理精品資料6.3液體(yètǐ)和蒸汽的燃燒特性③燃燒極限隨溫度和壓力的變化a、隨溫度的變化：通常燃燒范圍隨溫度升高(shēnɡɡāo)而增加，可用經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)蒸汽：式中ΔHc為凈燃燒熱，kcal/mol；T為溫度，℃（6-4）

（6-5）

精品資料6.3液體(yètǐ)和蒸汽的燃燒特性b、隨壓力的變化一般壓力對(duì)LFL的影響很小，因?yàn)樵诜浅５蛪毫ο?，火焰不傳?chuánbō)。UFL隨壓力增加而增加很快?？捎孟略嚬浪鉛FL隨P變化：式中P為壓力，Mpa（絕對(duì)壓力）；UFL為1atm下燃料在空氣中的體積分?jǐn)?shù)（燃料上限）（6-6）精品資料6.3液體和蒸汽(zhēnɡqì)的燃燒特性④估算(ɡūsuàn)燃燒極限a、有些情況下，若無法得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)，則須對(duì)燃燒極限進(jìn)行估算(ɡūsuàn)。對(duì)許多烴類蒸汽，可用Janes關(guān)系來估算(ɡūsuàn)LFL和UFL。（6-7）

（6-8）

Cst為燃料在空氣中燃燒的化學(xué)劑量濃度精品資料6.3液體和蒸汽(zhēnɡqì)的燃燒特性大多數(shù)有機(jī)化合物的化學(xué)(huàxué)劑量濃度可由通常的燃燒反應(yīng)來確定（6-9）

Z單位為mol由化學(xué)劑量學(xué)，有[數(shù)數(shù)、C數(shù)]精品資料6.3液體和蒸汽(zhēnɡqì)的燃燒特性（6-10）

（6-11）

Z式6-76-8精品資料6.3液體和蒸汽(zhēnɡqì)的燃燒特性如精品資料6.3液體和蒸汽的燃燒(ránshāo)特性b、對(duì)含有碳、氫、氧和硫的30種有機(jī)物，可根據(jù)(gēnjù)燃燒極限與燃燒熱的函數(shù)關(guān)系得到好的結(jié)果：（6-12）

（6-13）

如為燃燒熱查附錄B

精品資料6.3液體(yètǐ)和蒸汽的燃燒特性說明：式（6-13）僅適用于（4.9%～23%）UFL的范圍內(nèi)式（6.6）～（6-13）的預(yù)測(cè)能力(nénglì)有限，對(duì)氫的預(yù)測(cè)結(jié)果很差，對(duì)CH4和含碳數(shù)較高的碳?xì)浠衔?，預(yù)測(cè)結(jié)果較好。如[例（6-4）]預(yù)測(cè)方法可作為估算用，但不能代替試驗(yàn)精品資料6.4極限(jíxiàn)氧濃度（LOC）及惰化（P147）①LFL是基于空氣中的燃料的（是燃料的體積分?jǐn)?shù)）。氧氣是燃燒(ránshāo)關(guān)鍵因素，且存在最小氧濃度（LOC：氧氣的體積分?jǐn)?shù)）。通過減少氧濃度就能阻止爆炸和火災(zāi)的發(fā)生。此即惰化的概念。②通過通入惰性氣體使氧氣濃度低于極限濃度（LOC），反應(yīng)就不能產(chǎn)生足夠的熱量，燃燒(ránshāo)過程將不能持續(xù)。LOC亦被稱為最小氧濃度（MOC），最大安全氧濃度（MSOC），表6-2列出了不同物質(zhì)的LOC值，LOC值與惰性氣體種類有關(guān)。精品資料表6-2極限氧濃度(nóngdù)（氧氣的體積分?jǐn)?shù)）化學(xué)物質(zhì)N2/空氣CO2/空氣化學(xué)物質(zhì)N2/空氣CO2/空氣甲烷1214.5煤油1013乙烷1113.5天然氣1214.5丙烷11.514.5丙酮11.514乙烯1011.5乙醇10.513丙烯11.514一氧化碳5.55.5苯11.414氫55.2甲苯9.5-硫化氫7.511.56.4極限(jíxiàn)氧濃度及惰化氧氣的體積分?jǐn)?shù)高于此濃度能夠發(fā)生燃燒精品資料6.4極限(jíxiàn)氧濃度及惰化如：N2/空氣中CO2/空氣中汽油:（73/100）1215（100/130）1215（115/145）1214.5③LOC定義為氧氣的（物質(zhì)的量）/全部物質(zhì)的（物質(zhì)的量）若無LOC試驗(yàn)數(shù)據(jù)，由燃燒反應(yīng)(fǎnyìng)的化學(xué)計(jì)算和LFL估算LOC④可通過增N2、CO2或水蒸氣使氧濃度降低到LOC以下。但一般不建議增加水蒸氣由于冷凝水將會(huì)把氧氣帶回可燃范圍內(nèi)，使氣體變相濃縮，O2↑精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)（P148）①描述氣體(qìtǐ)可燃性的一般方法是三角圖6-6A020406080100020406080100純CH4純O2020406080100化學(xué)劑量組成純N2UFLLFL空氣線LOC氧氣中的燃料上限氧氣中的燃料下限可燃區(qū)CH4O2N2圖6-6初始溫度為25℃，壓力為1atm時(shí)甲烷的可燃性圖表空氣組成79%A：CH460%，O220%N220%精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)說明：a、三角(sānjiǎo)頂點(diǎn)分別代表三種純物質(zhì)（N2、O2、CH4）b.氧LOC線，只要O2濃度低于LOC均不可能燃燒c.空氣線：表示CH4-N2-O2濃度組成，空氣線與燃燒區(qū)的交點(diǎn)為ＵＦＬ和ＬＦＬ，與氮?dú)廨S交點(diǎn)為空氣中氮?dú)夂?9%。d.化學(xué)計(jì)量組成線：由燃料與O2（純氧）化學(xué)計(jì)量比得到燃料+ZO2→產(chǎn)物對(duì)CH4，Z=2，化學(xué)計(jì)量組成線與氧氣軸交點(diǎn)為：，該線可理解為惰化線（N2將O2惰化，遠(yuǎn)離燃燒區(qū)域）（６－１５）精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)e.CH4分別在空氣（N2+O2）和純氧O2有相應(yīng)的燃燒上、下限，在空氣中為UFL和LFL，均由試驗(yàn)測(cè)定f.燃燒范圍形狀視多種參數(shù)變化，包括燃料種類、溫度、壓力和惰性氣體的種類g.三個(gè)點(diǎn)分別代表純物質(zhì)，三條(sāntiáo)軸分別表示兩個(gè)純物質(zhì)混合物h.兩種物質(zhì)混合的各物質(zhì)量可由杠桿原理確定精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)②可燃性圖表的確定整個(gè)可燃性圖表需要使用特定的測(cè)試儀器(yíqì)進(jìn)行（數(shù)百）次的試驗(yàn)③受條件所限，難以通過試驗(yàn)確定，需要估算燃燒區(qū)域。精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)（P150）A：方法一已知空氣中的燃燒極限（ＵＦＬ和ＬＦＬ），LOC和氧氣中的燃燒極限，估算如下：①先畫出空氣線（氮?dú)?9％）②在空氣線上標(biāo)出空氣中的燃燒極限③將氧氣中的燃燒極限標(biāo)在氧氣軸上④由式（6-15）在氧氣軸上確定化學(xué)組成(zǔchénɡ)計(jì)量點(diǎn)，由該點(diǎn)與100%N2的頂點(diǎn)畫化學(xué)組成(zǔchénɡ)計(jì)量線⑤在氧氣軸上定位LOC，由該點(diǎn)出發(fā)畫平行于Fuel軸的線，與化學(xué)組成(zǔchénɡ)計(jì)量線相交。⑥連接各個(gè)點(diǎn)精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)化學(xué)劑量線空氣線LFLUFLFuelLOC010000100100O2N2氧氣中的燃燒極限圖6-10可燃性區(qū)域的近似確定（方法1）精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)說明：①方法1得到的只是近似于真實(shí)的可燃區(qū)域②實(shí)際(shíjì)的燃燒區(qū)域不一定是直線[如圖6-8，6-9]③缺點(diǎn)：該方法需要在氧氣中的燃燒極限數(shù)據(jù)，但該類數(shù)據(jù)并不容易得到精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)B：方法2已知空氣中的燃燒極限和LOC，估算過程：①同方法1的①：先畫出空氣線②同方法1的②：在空氣線上標(biāo)出空氣中的燃燒極限③同方法1的④：由式（6-15）在氧氣(yǎngqì)軸上確定化學(xué)組成計(jì)量點(diǎn)，由該點(diǎn)與100%N2的頂點(diǎn)畫化學(xué)組成計(jì)量線④同方法1的⑤：在氧氣(yǎngqì)軸上定位LOC，由該點(diǎn)出發(fā)畫平行于Fuel軸的線，與化學(xué)組成計(jì)量線相交。精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)圖6-11可燃性區(qū)域的近似確定(quèdìng)（方法2）LFLUFLLOC實(shí)測(cè)區(qū)010000100100O2N2Fuel化學(xué)劑量線空氣線氧氣中燃燒下限可由LFL近似可能域精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)C：方法3已知空氣中的燃燒極限，估算過程(guòchéng)①同方法1的①：先畫出空氣線②同方法1的②：在空氣線上標(biāo)出空氣中的燃燒極限③同方法1的④：由式（6-15）在氧氣軸上確定化學(xué)組成計(jì)量點(diǎn)，由該點(diǎn)與100%N2的頂點(diǎn)畫化學(xué)組成計(jì)量線④由式（6-16）估算LOCＬＯＣ＝ｚＬＦＬ精品資料6.5可燃性圖表(túbiǎo)圖6-11近似方法3估算LOCLFLUFL實(shí)測(cè)區(qū)010000100100O2N2Fuel化學(xué)劑量線空氣線氧氣中燃燒下限可由LFL近似可能域精品資料6.6引燃能、自燃、自氧化、引燃源、飛沫(fēimò)和薄霧、絕熱壓縮1、引燃能：引起初始燃燒所需的最小能量（MIE：MinimumIgnitionEnergy）●所有可燃性物質(zhì)（包括粉塵）都有最小可燃能●MIE依賴于特定的化學(xué)物質(zhì)（或混合物）、濃度、壓力和溫度。如：表6-4：H20.018mJ；C3H80.250mJ—MIE隨壓力的增加(zēngjiā)而降低（濃縮）—一般，粉塵的MIE在數(shù)量級(jí)上比可燃?xì)飧摺狽2濃度的增加(zēngjiā)導(dǎo)致MIE增大（稀釋）精品資料6.6引燃(yǐnrán)能、自燃、自氧化、引燃(yǐnrán)源、飛沫和薄霧、絕熱壓縮●許多碳?xì)浠衔铮N類）的MIE大小在0.25mJ左右；在地毯上行走所引發(fā)的靜電放電為22mJ，通常的火花塞所釋放的能量為25mJ；●流體流動(dòng)摩擦所引起的靜電放電也往往超出(chāochū)可燃物的MIE的能量，也能提供引燃源，導(dǎo)致起火、爆炸。精品資料6.6引燃能、自燃、自氧化(yǎnghuà)、引燃源、飛沫和薄霧、絕熱壓縮2、自燃：在蒸汽的自燃點(diǎn)（AIT）或自發(fā)引燃溫度（SIT）下，蒸汽從環(huán)境吸收能量(néngliàng)而自發(fā)引燃。●自燃溫度是蒸汽濃度、蒸汽體積、系統(tǒng)壓力、接觸反應(yīng)物質(zhì)的狀況和流動(dòng)條件的函數(shù)●AIT所依賴的條件更多，因此使用AIT數(shù)據(jù)要小心、慎重。精品資料6.6引燃能、自燃、自氧化(yǎnghuà)、引燃源、飛沫和薄霧、絕熱壓縮3、自氧化：伴隨有熱量釋放的緩慢氧化過程●自氧化過程中，若能量未從體系中移走，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致自燃。揮發(fā)性較低的液體尤其(yóuqí)受該問題的影響；揮發(fā)性較高的液體由于蒸發(fā)制冷，自燃的影響很小●許多火災(zāi)都是由自氧化引起的，即自發(fā)燃燒●具有潛在自發(fā)燃燒的自氧化的例子包括：貯存在溫暖區(qū)域的破舊衣物上的油；蒸汽管道上的某些聚合物絕緣層要求采取專門的預(yù)防措施，來防止由自氧化和自燃引發(fā)的火災(zāi)精品資料6.6引燃能、自燃、自氧化(yǎnghuà)、引燃源、飛沫和薄霧、絕熱壓縮（P154）4.引燃源：火三角的一邊，有各種(ɡèzhǒnɡ)各樣引燃源?！馞MEC（工廠聯(lián)合工程公司）列出超過25000起火災(zāi)的各種(ɡèzhǒnɡ)引燃源。見下面的表6-5。精品資料6.6引燃(yǐnrán)能、自燃、自氧化、引燃(yǐnrán)源、飛沫和薄霧、絕熱壓縮與電有關(guān)的（發(fā)動(dòng)機(jī)配線）吸煙摩擦（軸承或斷裂部件）過熱物質(zhì)（不正常的高溫）熱表面（鍋爐、燈具的熱）火爐火焰（火具的不正確使用）燃燒火花（火花或余火）自發(fā)引燃（垃圾）切割和焊接（火花、電弧、熱等）23%18%10%

8%7%7%5%4%4%暴露（火災(zāi)傳播到另外區(qū)域）縱火（惡意、人為火災(zāi)）機(jī)械火花（研磨、粉碎等）熔化物質(zhì)（灼熱的溢出物）化學(xué)作用（失去控制的過程）靜電火花（聚集能量的釋放）閃電（不使用閃電棒）各種引燃源混雜一起3%3%2%2%1%1%1%1%表6-5主要(zhǔyào)的火災(zāi)引燃源精品資料6.6引燃(yǐnrán)能、自燃、自氧化、引燃(yǐnrán)源、飛沫和薄霧、絕熱壓縮（P154）5.飛沫和薄霧：它們穿過孔洞時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電?！耠姾删奂⒁曰鸹ǖ男问结尫?，若存在可燃蒸汽就發(fā)生火災(zāi)或爆炸●薄霧和飛沫的大小也會(huì)影響燃燒極限例：—對(duì)液滴直徑小0.01mm（10μm）的懸浮液，LFL與該物質(zhì)以蒸汽形式存在時(shí)一樣?！獙?duì)于(duìyú)機(jī)械形成的液滴直徑介于0.01～0.2mm之間的薄霧，隨液滴直徑的增大，LFL減少。較大液滴直徑的試驗(yàn)表明，其LFL比通常的LFL的1/10還要小。這對(duì)薄霧進(jìn)行惰化時(shí)很重要—當(dāng)飛沫直徑介于0.6～1.5mm之間時(shí)，火焰不可能在空間中傳播。但在這種情況下，小液滴和（或）較大液滴的擾動(dòng)可能導(dǎo)致危險(xiǎn)狀況精品資料6.6引燃能、自燃、自氧化(yǎnghuà)、引燃源、飛沫和薄霧、絕熱壓縮（P153）6.絕熱壓縮：另一種引燃的方式●氣缸內(nèi)的汽油和空氣在被壓縮后溫度升高。若這一溫度超過其自燃溫度，汽油會(huì)被引燃。這是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)發(fā)生缸內(nèi)爆振的原因，也是在點(diǎn)火裝置關(guān)閉后一些過熱的發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行的原因●一些較嚴(yán)重的事故都是由于可燃性蒸汽被吸入到空氣壓縮機(jī)的入口；隨后被壓縮導(dǎo)致自燃而引起(yǐnqǐ)的。在進(jìn)行過程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)增設(shè)安全裝置，以防止由絕熱壓縮引發(fā)的不必要的點(diǎn)火精品資料6.6引燃能、自燃、自氧化(yǎnghuà)、引燃源、飛沫和薄霧、絕熱壓縮對(duì)理想氣體，絕熱壓縮(yāsuō)溫變過程為：其中：：初始熱力學(xué)溫度；：壓縮(yāsuō)后熱力學(xué)溫度：初始熱力學(xué)壓力；：壓縮(yāsuō)后熱力學(xué)壓力（6-17）

精品資料6.6引燃(yǐnrán)能、自燃、自氧化、引燃(yǐnrán)源、飛沫和薄霧、絕熱壓縮[例6-6]：將正己烷上方的空氣由101.3kPa壓縮(yāsuō)到3445.6kPa。初始溫度為37.8oC，最終的溫度？正己烷的AIT為487oC，空氣的γ值為1.4。解：由式(6-17)顯然：該溫度超過了正己烷的AIT，將導(dǎo)致爆炸！oC精品資料6.6引燃能、自燃、自氧化(yǎnghuà)、引燃源、飛沫和薄霧、絕熱壓縮[例6-7]：某種潤滑油的AIT為400oC。確定將空氣(kōngqì)由25oC升高到至該潤滑油AIT所需的壓縮比。解：由式(6-17)為安全起見，實(shí)際的壓縮比應(yīng)該遠(yuǎn)低于17.3。汽車的壓縮比？轎車的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比是8－11，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比是18－23精品資料6.7爆炸(bàozhà)（P155）爆炸行為依賴于大量參數(shù)(cānshù)，重要的見表6-6，有：環(huán)境壓力、爆炸物質(zhì)的組成、爆炸物質(zhì)的物理性質(zhì)、引燃源（特性、類型、能量和可持續(xù)時(shí)間）、周圍環(huán)境的幾何尺寸；可燃物質(zhì)的（數(shù)量、擾動(dòng)、延滯時(shí)間、泄露的速率等）爆炸行為很難描繪。已有多種方法：理論的、半經(jīng)驗(yàn)的和試驗(yàn)研究來解決爆炸問題，但仍未完全理解爆炸行為！設(shè)計(jì)、實(shí)踐中要給出適當(dāng)?shù)陌踩６缺〞r(shí)能量迅速釋放，在爆炸中心引起能量的局部聚集。隨后通過多種途徑消散：壓力波的形成、拋射物、熱輻射和聲能。爆炸所產(chǎn)生的破壞由能量的消散引起精品資料6.7爆炸(bàozhà)㈠爆轟和爆燃爆炸的破壞效應(yīng)很大程度上依賴于是爆轟還是爆燃引起的爆炸。二者的區(qū)別依賴于反應(yīng)前沿的傳播速度是高于還是低于聲音在未反應(yīng)氣體(qìtǐ)中的速度。a、爆轟：在這類燃燒反應(yīng)中，反應(yīng)前沿通過強(qiáng)烈的壓力波傳播。該壓力波壓縮位于反應(yīng)前沿前部的未反應(yīng)的混合物，使其溫度超過（壓縮致熱）其自燃溫度。壓縮進(jìn)行的很快，導(dǎo)致反應(yīng)前部出現(xiàn)壓力的突然變化或震動(dòng)。結(jié)果導(dǎo)致反應(yīng)前沿的壓力沖擊波超音速或超聲速傳播進(jìn)入未反應(yīng)的混合物中。精品資料6.7爆炸(bàozhà)b、爆燃：反應(yīng)放出的能量通過熱傳導(dǎo)和分子擴(kuò)散轉(zhuǎn)移至未反應(yīng)的混合物中，這一過程相對(duì)較慢，反應(yīng)前沿以低于聲速的速度傳播。㈡受限爆炸爆炸發(fā)生在受限空間如容器內(nèi)或建筑物中。最常見的有：蒸汽爆炸和粉塵爆炸。爆炸特性依賴于所使用(shǐyòng)的爆炸物質(zhì)，包括：燃燒或爆炸極限，可燃混合物引燃后壓力上升速率和引燃后的最大壓力。精品資料6.7爆炸(bàozhà)（P162）圖6.22固定(gùdìng)位置處的沖擊波壓力㈢超壓的沖擊波破壞圖6.22中：t0:爆炸發(fā)生；t1:激震前沿從爆炸中心到受影響位置處所需的時(shí)間，即到達(dá)時(shí)間。此時(shí)出現(xiàn)最大超壓；t2:壓力從最大超壓降低到周圍環(huán)境壓力。t1-t2為沖擊持續(xù)時(shí)間，是對(duì)獨(dú)立建筑物破壞最大的一段時(shí)間。對(duì)估算破壞很重要；t3:該時(shí)刻壓力降低到周圍環(huán)境壓力以下。t2-t3時(shí)段，爆炸風(fēng)反向；t4:壓力重新達(dá)到周圍環(huán)境壓力。破壞終止。精品資料6.7爆炸(bàozhà)（P164）其中：為TNT當(dāng)量質(zhì)量(zhìliàng)；為經(jīng)驗(yàn)爆炸效率；m為碳?xì)浠衔镔|(zhì)量(zhìliàng)；為可燃?xì)怏w的爆炸能；為TNT的爆炸能，典型值為。對(duì)可燃?xì)怏w，可用燃燒熱來代替爆炸能。（6-24）

㈣TNT當(dāng)量法

TNT當(dāng)量法，是將已知能量的可燃燃料等同于當(dāng)量質(zhì)量TNT的一種簡單方法。估算公式如下(采用下面的比擬關(guān)系)精品資料6.7爆炸(bàozhà)爆炸效率η是該當(dāng)量方法中的主要問題之一，用于調(diào)整涉及多種因素的估算，包括：可燃物質(zhì)與空氣的不完全混合；熱量向機(jī)械能的不完全轉(zhuǎn)化等。該值為一經(jīng)驗(yàn)值，對(duì)大多數(shù)可燃?xì)庠?，（估?jì)）在1%～10%之間變化。TNT當(dāng)量法優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡單、易于使用。步驟:⑴確定參與爆炸的可燃物質(zhì)的總量⑵估計(jì)爆炸效率，由式(6-24)計(jì)算TNT當(dāng)量質(zhì)量⑶由式(6-21)和圖6-23[或式（6-22和6-23）]給出的比擬定律，估算比擬超壓Ps⑷由表6-9估算使普通建筑(jiànzhù)和過程設(shè)備受到的破壞。精品資料比擬(bǐnǐ)關(guān)系：6.7爆炸(bàozhà)（6-21）

Ze：比擬距離，r：距離地面上爆炸源點(diǎn)的距離。精品資料6.7爆炸(bàozhà)ze~ps關(guān)系(guānxì)見圖6-23。圖中數(shù)據(jù)也可寫作：（6-23）

圖6-23發(fā)生在平坦地面上的TNT爆炸的最大側(cè)向超壓峰值與比擬距離的關(guān)系Ps=PoPa（6-22）

精品資料（6-22）

比擬(bǐnǐ)超壓P0：側(cè)向超壓峰值；Pa：環(huán)境壓力6.7爆炸(bàozhà)由表6-9估算使普通建筑和過程設(shè)備受到的破壞精品資料6.7爆炸(bàozhà)表6.9基于(jīyú)超壓的普通建筑物破壞評(píng)估㈢超壓的沖擊波破壞精品資料6.7爆炸(bàozhà)（P165）㈤TNO多能法（荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究所）TNO方法確定了過程中的受限體積，給出相對(duì)的受限程度，之后確定該受限體積對(duì)于超壓的貢獻(xiàn)。模型的基礎(chǔ)是爆炸能量高度依賴于聚集程度，而較少依賴于蒸汽(zhēnɡqì)云中的燃料。對(duì)蒸汽(zhēnɡqì)云爆炸使用多能模型的步驟為：⑴使用擴(kuò)散模型確定氣云的范圍。通常，擴(kuò)散模型難于描述受限空間中的擴(kuò)散過程，因此實(shí)際使用中常假設(shè)不存在設(shè)備和建筑物。⑵進(jìn)行區(qū)域檢查以確定受限空間。精品資料6.7爆炸(bàozhà)⑶在被可燃?xì)庠聘采w的區(qū)域，確定引起強(qiáng)烈沖擊波的潛在源。強(qiáng)烈沖擊波的潛在源包括：擁擠的空間和建筑物（如化工廠或煉油廠中的過程設(shè)備、箱子、平臺(tái)和管架）；延伸的平行平面之間的距離（如停車場(chǎng)內(nèi)?？亢芙钠?，多層的停車庫）；管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的空間（如隧道、橋梁(qiáoliáng)、走廊、下水道系統(tǒng)、管路），及由于高壓泄放導(dǎo)致的噴射中的燃料—空氣混合物中的劇烈震蕩。精品資料6.7爆炸(bàozhà)⑷估算當(dāng)量燃料—空氣混合物所釋放的能量①假設(shè)各沖擊波源是相互分離的；②假設(shè)全部的燃料—空氣混合物都存在于部分受限，或有障礙物的區(qū)域，它們被確定為氣云中的沖擊波源，有助于沖擊波；③估算被確定為沖擊波源的單個(gè)區(qū)域內(nèi)的燃料—空氣混合物的體積（估算是基于(jīyú)區(qū)域的全部體積。但要注意，可燃?xì)庠撇⒉灰?/p>