固体推进剂危险性分级方法的探讨

探讨用50％爆轰的卡片隔板值24.1mm和TNT当量值1为标准,以区加紧推进剂的危险级别为爆炸级或燃烧级。本文主要从美国所发表的各种火药TNT当量试验结果资料中,推测用TNT当量值区别火药的燃烧和爆炸级,并应用于推进剂分级,再从我国对各种炸药的隔板值选择铸装TNT的隔板值作为区分推进剂的燃烧级和爆炸级。     

固体推进剂危险性分级方法的探讨

探讨用50％爆轰的卡片隔板值24．1mm和TNT当量值1为标准，以区加紧推进剂的危险级别为爆炸级或燃烧级。本主要从美国所发表的各种火药TNT当量试验结果资料中，推测用TNT当量值区别火药的燃烧和爆炸级，并应用于推进剂分级，再从我国对各种炸药的隔板值选择铸装TNT的隔板值作为区分推进剂的燃烧级和爆炸级。     

爆炸冲击作用下储油罐毁伤特性的数值模拟

大型储油罐是石油库的主要设备，研究其在爆炸载荷下的动态破坏特性意义重大。为获得拱顶油罐结构在爆炸冲击作用下的毁伤机制，采用ANSYS/LS-DYNA建立了柴油拱顶油罐的有限元数值模型，开展了不同炸药量和储油量下拱顶油罐结构的爆炸冲击破坏过程的数值模拟研究。结果表明：储罐内部爆炸后会出现两个薄弱区域，分别出现在罐壁与拱顶的环向交接处和柴油液面的分界处；储罐爆炸冲击波的分布几乎不受TNT当量变化的影响，但爆炸超压随着TNT炸药质量的增加而显著增强；储罐内部的油料液体可以减弱爆炸冲击载荷对罐体结构的破坏效应。研究可为既有罐区安全功能改进和新罐区建设提供理论支撑。     

危险化学品生产与储存场所的安全库容评价模型与方法研究

危险化学品生产与储存场所的危险化学品库容风险是反映危险化学品生产与储存场所安全与否的重要指标,为增加评估危险化学品库容量时的客观性、准确性,在统筹其3类主要事故模型的基础上,建立了危险化学品生产与储存场所的危险化学品库容风险当量评估模型。该模型以传统风险理论为载体,不仅对单一危险源的伤害风险进行计算,且对各种危险化学品的不同库容事故损失、发生概率、伤害风险做统一关联分析,以使危险化学品库存地的风险实现合理叠加。再根据相同区域风险值和当量的叠加,结合区域坐标、人员密度、风险界限,通过MATLAB仿真模拟,确定危险化学品生产与储存场所整体风险区域图,进而标出危险致命区域,计算库容临界量。     

爆炸超压场景下危化品社会风险对允许规划人口密度的影响分析*

为研究危化品重大危险源基于社会风险基准的规划管控影响,采用我国标准规定的定量风险评价方法,TNT当量炸药简化方法,针对最大TNT当量炸药、事故发生总累计频率、人口密度分布控制参数等不同工况条件,对比分析国土开发强度的允许人口密度受社会风险约束影响的变化规律。研究结果表明:人口密度指数分布控制参数Nk与Nb的允许取值随最大TNT当量炸药和事故发生总累计频率降低而提高;确定工况下,允许总人口规模受最大TNT当量炸药影响很小;在最大TNT当量炸药大于100 t或事故发生总累计频率小于1×10-8次/a时可按最大事故场景进行规划控制分析。     

含氧氢气钢瓶释放过程危险性分析及处置

针对一起空气误充入氢气钢瓶而导致使用时发生多起爆炸的事故,详细分析了氢氧混合气钢瓶在释放过程中的主要危险性,对释放过程中最可能存在的点火源即静电的产生机理及静电的放电条件进行了详细的论述,应用TNT当量法对可能发生的氢气钢瓶爆炸事故的破坏强度进行了估算。针对爆炸事故的高危险性,制定了以电机作为开阀动力的远距离放空方案,并提出了接地、洒水增湿等预防静电产生的有效措施,综合考虑冲击波超压伤害和人员操作的方便,确定了合理的安全操作距离,为防止爆炸产生的碎片对周围人员、建筑的伤害,在释放场所周围及人员操作场所设置了沙包墙作为防爆掩体。     

某机械厂氧气储罐风险相关内容计算与评价

通过对某一机械厂的环境风险分析,确定液氧储罐泄漏继而引发爆炸为最大可信事故,通过对液氧储罐泄漏的发生概率、泄漏量,TNT当量系数法计算得其爆炸伤害范围和其风险可接受性。     

天然气储气罐破坏效应分析

针对城市天然气储气罐的不断兴建与发展趋势的大型化,对于已建和待建储罐区对周围环境的潜在安全性问题,指出运用破坏伤害范围评价法可直观地预测破坏效应。通过对储罐爆炸释放能量的估算,采用模拟比法结合TNT爆炸试验数据计算出距离储气罐不同距离处爆破冲击波超压值,运用超压准则模拟预测出不同规格、储压下储罐爆破破坏伤害严重程度及危及半径范围;采用世界银行推荐的危害关系式,结合伤害破坏等级分析天然气爆炸破坏效应并与爆破效应比较。5000m3储气罐、储压1.20MPa下,储罐爆破和天然气爆炸危及距离分别可达144.0m和247.7m。依据预测结果,可将罐区周围划分不同区域,为实际工程中罐区选址、建设、安全距离确定及安全预案制定提供参考。     

蒸气云爆炸模型在原油储罐火灾事故中的应用研究

本文分析了原油储罐的火灾爆炸事故特点,介绍了蒸气云爆炸模型中热辐射伤害模型以及TNT模型和TNO模型。选取蒸气云爆炸TNT模型以及热辐射伤害模型对10×104m3原油储罐泄漏事故形成的蒸气云爆炸进行后果定量分析,对事故产生的热辐射和冲击波对人员造成的伤害程度进行了对比分析,得出目标到爆炸源距离较近时热辐射对人员造成的伤害较大,目标到爆炸源距离较远时冲击波对人员造成的伤害较大。     

MATLAB在专用线危险品装卸区安全评价中的应用

目前铁路专用线运输和装卸危险化学品的安全评价,普遍使用的道化学法和TNT当量模型计算法存在计算过程烦琐、结果不直观、不方便比较和查阅、不能迅速判断事故的伤害区域等缺点。研究将MATLAB应用于专用线易燃易爆危险品装卸区安全评价,对蒸气云爆炸后果进行模拟,得出死亡半径,并将计算绘制成各种图形结果。利用MATLAB对专用线危险品装卸区进行安全评价,发挥其计算和分析优势,可以缩短评价周期,提高评价效率。     

不同曲率弯曲巷道爆炸冲击波传播特性数值模拟研究

为研究爆炸冲击波在不同曲率弯曲巷道内的传播规律,采用数值模拟手段建立了不同曲率弯曲巷道爆炸模型,分析了爆炸冲击波在巷道内的传播特性及其变化规律, 并结合冲击波超压对人体的伤害程度分类,研究了不同曲率弯曲巷道内爆炸破坏效应分区。模拟结果表明,弯曲角度改变了巷道内冲击波超压分布,随着巷道弯曲角度的不断增大,壁面反射对冲击波超压峰值分布起主要作用,随着传播距离的增加,冲击波超压峰值衰减显著,体现了超压峰值变化的距离效应。此外,巷道弯曲角度的增加整体减小了爆炸损伤严重程度。研究结果可实现对不同曲率弯曲巷道内冲击波超压分布的预测,并为巷道内爆炸事故预防及应急救援提供借鉴。     

爆炸冲击波及高温耦合引起瓦斯二次爆炸特性研究

在煤矿安全事故中,破坏程度最严重的事故之一就是瓦斯爆炸,而瓦斯爆炸冲击波及火焰锋面可能会二次点爆其他位置积聚瓦斯,加速火焰锋面及冲击波传播,并能产生更高的超压,造成更大的人员伤亡及财产损失。借助详细反应机理GRI Mech 3.0,基于开源化学动力学软件Cantera,研究冲击波强度、瓦斯体积分数和冲击波及高温耦合条件下对瓦斯爆炸特性的影响。结果显示,冲击波诱导瓦斯爆炸中,点火延迟时间随着瓦斯体积分数的增大而出现增大现象,随冲击波强度的增大而降低;同时分析了二氧化碳、一氧化碳和一氧化氮致害物质的浓度随瓦斯体积分数、冲击波强度和冲击波及高温耦合条件下的变化情况。     

基于超压值地铁上覆管道爆炸对隧道及人员安全影响研究*

为分析地铁上覆管道爆炸对乘客安全影响,采用基于超压冲击波阀值数值模拟,通过将泄漏气体能量等效为TNT当量,分析不同泄漏模式爆炸冲击波对地铁隧道及人员安全影响。结果表明:爆炸产生的超压冲击波对隧道及人员影响小于限值,不会造成人员伤亡,研究结果可为地下工程下穿油气管线安全影响分析提供理论支撑。     

开敞空间可燃气云爆炸冲击波超压及灾害动力响应研究评述

为了进一步梳理和分析开敞空间可燃云爆炸冲击波超压传播规律及灾害动力响应方面的各项研究成果,推进可燃气体爆炸安全防控,减少人员伤亡和经济损失。在分析现有研究的基础上,总结开敞空间可燃气云爆炸冲击波超压传播规律及灾害动力响应研究等方面存在的不足,提出开敞空间多元混合气体爆炸冲击波超压传播规律研究、多影响参数下可燃气云爆炸冲击波超压传播规律定量分析、基于可燃气云爆炸冲击波超压作用下的承载体动力响应等未来研究的关键技术问题。     

汽车爆炸的超压分布规律实验研究

测试了不同药量和不同车型的爆炸超压值,对汽车爆炸的超压分布规律进行了实验研究.结果表明,小汽车内发生炸药爆炸时,车门侧压力明显大于车尾部方向的压力,车外的冲击波超压值要大于空气中炸药爆炸的结果,前者约为后者的1.0～2.2倍.即车体对冲击波约束作用要小于车内底盘的反射作用.计算得到了实验中冲击波超压对人员的杀伤半径和最小安全距离,对汽车爆炸案件具有一定指导作用.冲击波的反射不可忽视,货车下地面炸药爆炸表现出明显的冲击波反射作用,测得超压值大于空气中爆炸的超压值.     

Numerical investigation and analysis of indoor gas explosion: A case study of “6·13” major gas explosion accident in Hubei Province,China

Taking the ' 6·13 ′ major gas explosion accident in Shiyan, Hubei Province, China as an example, three problems were studied in this work: (1)The determination of the volume of natural gas involved in the explosion; (2)The propagation process of shock wave inside the building and the damage evolution process of the accident-related building; (3)The overpressure and fragment injury to the person outside the building. Through the numerical simulation in ANSYS/LS-DYNA software, the volume of natural gas involved in the explosion is determined to be 10240 × 1400 × 400 cm (length × width × height) from three perspectives: the damage to the building, the distribution of overpressure inside the building, and the TNT equivalent of the explosion energy. The simulation results are in good line with the accident, which verifies the effectiveness of the scheme and the accuracy of the numerical model. Based on the reasonable filling scheme, the propagation process of shock waves inside the building, the damage evolution process of the building, and the injury ranges of overpressure and fragments outside the building are analyzed. It can be found that the propagation of shock waves in confined space is complex and variable. The explosion shock waves are first reflected and superimposed in the watercourse, resulting in pressure rise. At about 8ms, the shock waves rushed into the first-floor space of the building, and the maximum overpressure was about 0.56 MPa. At about 50 ms, the shock waves rushed into the second-floor space, and the maximum overpressure was about 0.139 MPa. The first and second-floor slabs and infilled walls were almost completely destroyed. The interior walls of the infilled walls are mainly collapsed, and the exterior walls are ejection around the building as the center. The peak displacement and peak velocity of the interior walls of each floor are about 15% of the exterior walls. The fragments which cause fragment injury mainly come from the retaining wall above the watercourse, the maximum velocity is about 89 m/s, and the maximum displacement is 8.9 m. The safety distance of fragment injury is about 8.8 m, while the safety distance of overpressure injury is about 4.6 m. The lethal distance of fragment injury is greater than that of overpressure injury. Compared with the distance between different damage levels of overpressure injury, the difference in fragment injury is small. Therefore, the safety assessment at the engineering level only needs to consider the safety distance of fragment injury. This study can provide suggestions for evaluating the damage of natural gas cloud explosions in confined spaces and is helpful for accident investigation and safety protection.     

气体密度和初压对炸药爆炸压力衰减的影响*

为研究气体密度和初压对爆炸压力的影响,以球形装药为例,在LS-DYNA中模拟不同气体密度、环境初压和真空度条件的TNT炸药爆炸,分析空气冲击波的形成过程和衰减规律。研究结果表明:在爆炸初期冲击波的波阵面位于爆炸产物边界,产物压力与冲击波压力存在强耦合作用;随着爆炸产物自身压力下降,其膨胀速度减慢,冲击波开始与爆炸产物分离,当产物中心压力下降为环境初压时,冲击波与爆炸产物彻底分离,其后以空气冲击波的形式独立传播。降低气体密度可以通过抑制冲击波形成,大幅降低爆炸压力;减小环境初压则通过加快冲击波的衰减速度,也可以在一定程度上降低爆炸压力。相较于单独改变密度和压力,提高真空度对冲击波压力的减小效果更好;近真空环境下无法形成空气冲击波,爆炸压力衰减速度快。     

Investigative consequence analysis: A case study research of beirut explosion accident

Around 15:00 GMT on August 4th, an explosion occurred in the warehouse facility storing Ammonium Nitrate (AN) at Beirut port, Lebanon. The explosion resulted in more than 178 fatalities and injured more than 6500 people, and also left an estimated 300,000 people homeless and registered as an equivalent to a 3.3 magnitude earth quake. The accident was considered to be the largest of its kind and the most severe anthropological disaster of the decade, the financial loss the nation was subjected to post the explosion was estimated to be around $ 15 billion as informed by the governor. The storage conditions of ammonium nitrate at Beirut port is not definitively known to anyone, and there is no documentation provided so far from the authorities regarding the same. This work focuses on the investigation & consequence analysis of the explosion using TNT equivalent approach. The overpressure and the impulse obtained from TNT calculations are used in probit models to assess the damages caused on human beings and structures. The results obtained in this investigative approach are then utilized to provide an analytical inference relative to the damage proxy map reported by the advance rapid imaging analysis team from NASA. Also, this work examines the existing standards, fire safety measures and legal regulations for ammonium nitrate facilities in the region. AN explosion during storage like other fire and explosion accidents are definitely preventable owing to the technological advancements and developments to prevent or extinguish controllable fires. The significance of this work relates to the methods for calculation of consequences of explosion that are happening due to the storage of highly hazardous explosive materials in excessive quantities and insists the necessity of incorporating adequate safety measures while storing such reactive and hazardous materials.     

舰船战损评估分析方法研究

对舰船战损分析方法进行系统的分析与建模,对不同武器的炸点分布进行模拟,分析在接触爆炸和非接触爆炸作用下舰船主要设备的破坏模式,分析在爆炸火球、破片和冲击波超压破坏下设备损伤的计算模型,建立设备的冲击响应模型,提出设备的破坏判据,给出爆炸作用下舰船生命力评估的计算机仿真计算方法,并通过数学建摸和模拟分析对系统在破坏环境下的损伤概率进行分析,运用模糊评估法计算系统的生命力指标。计算结果表明,该方法可直观地分析出生命力设计较弱的环节。