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　　2、高壓容器的爆炸沖擊波及其危害 
　　2.1　爆炸沖擊波及特性。 
　　CNG加氣站儲(chǔ)氣裝置由于高壓和介質(zhì)可燃爆兩大事故因素，無論發(fā)生何種事故，都可能引發(fā)泄漏、火災(zāi)、化學(xué)爆炸和物理爆炸。如果事故得不到有效控制，還可相互作用，相互影響，促使事故擴(kuò)大蔓延及至產(chǎn)生巨大的沖擊波危害，其主要特征是：①化學(xué)爆炸沖擊波。在輸送CH4的管閥連接處、運(yùn)行過程的誤操作以及高壓容器破損等事故因素發(fā)生時(shí)，可導(dǎo)致其介質(zhì)泄漏于空氣中，當(dāng)濃度達(dá)到5.15%，或量超過15%但 
很快又降至上限與下限之間，尤其是處于9.5-9.8%的濃度范圍時(shí)，只需0.28ml以上點(diǎn)火能量的作用，便可產(chǎn)生氣體混合物爆炸(亦稱為化學(xué)爆炸)。這種化學(xué)爆炸所產(chǎn)生的沖擊波能量，可直接對(duì)建、構(gòu)筑物和人體造成不同程度的危害，其強(qiáng)度主要與CH4氣體混合物的空間體積(即參與反應(yīng)的CH4總量)有關(guān)，可采用以下公式進(jìn)行計(jì)算： 
　　Lh=V·H·427 
式中： 
　　Lh-CH4沖擊波或爆炸力　　(Kgf.m)； 
　　V-參與應(yīng)的CH4氣體總量(Nm3)； 
　　H-CH4的高燃燒熱值　(Kcal/m3)； 
　　427-轉(zhuǎn)換常數(shù)，1Kcal相當(dāng)于427Kgf.m之功。 
　　②物理爆炸沖擊波。壓力容器破裂時(shí)，容器內(nèi)的高壓氣體解除了外殼的約束，迅速膨脹并以很高的速度釋放出內(nèi)在能量，造成壓力裝置瞬間破壞并產(chǎn)生巨大聲響的現(xiàn)象。即為通常所說的物理爆炸。CNG裝置因?qū)儆诟邏喝萜鳎纱艘l(fā)的爆炸事故更具典型的物理爆炸特征。可以認(rèn)為此類膨脹爆炸是在絕熱狀態(tài)下進(jìn)行的，而爆炸的沖擊波能量則是在絕熱膨脹時(shí)所作的功。根據(jù)氣體熱力學(xué)原理，理想氣體在絕熱膨脹狀態(tài)下所作之功可表示為： 
　　Ug=PV/K-1·[1-(1/P)K-1/K]·104 
式中： 
　　Ug--氣體膨脹所作的功　　(Kgf.m)； 
　　P--容器內(nèi)氣體絕對(duì)壓力　　(MPa)； 
　　V--容器水容積　　(m3)； 
　　K--氣體的絕對(duì)指數(shù) 
　　由于CH4及常見氣體多為雙原子分子，其絕對(duì)指數(shù)K=1.4，則絕熱膨脹所作之功即為： 
　　Ug=PV/K-1·[1-(1/P)K-1/K] 
　　=PV/1.4-1·[1-(1/P·104)1.4-1/1.4]·104 
　　=2.5PV·[1-(1/P)0.2857]·104 
　　=2.5PV·[1-(1/P)0.2857]·104 
令　Cg==2.5P·[1-(P)-0.2857]·104 
簡(jiǎn)化后用如下公式表示： 
　　Ug=CgV 
式中： 
　　Ug--氣體膨脹所作的功或CH4的的爆炸能量　　(Kgf.m)； 
　　V--CH4壓縮容器體積　　(Nm3)； 
　　Cg--CH4爆炸能量系數(shù)　　(Kgf.m/m3) 
　　注：當(dāng)CH4處于15～32MPa時(shí)，爆炸能量系數(shù)為2.88～6.48×106。 
2.2 沖擊波超壓(△P)產(chǎn)生的危害。 
　　由于壓力容器爆炸的氣體壓力變動(dòng)范圍較大，系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)又比較缺乏，加之沖擊波超壓△P與爆炸能釋放的時(shí)間等因素有關(guān)，使測(cè)定和計(jì)算爆炸產(chǎn)生的△P較為困難，目前一般采用與等當(dāng)量TNT比較的方法或模擬比的方法，將其相應(yīng)結(jié)果代入U(xiǎn)g=CgV公式后，再計(jì)算確定壓力容器的沖擊波超壓(△P)值。 
　　儲(chǔ)氣瓶和儲(chǔ)氣罐兩類裝置無論發(fā)生化學(xué)爆炸或物理爆炸，都將產(chǎn)生立體沖擊波，這種沖擊波陣面上的不同超壓△P，對(duì)建筑物、構(gòu)筑物和人體可造成不同程度的危害和傷害。表-3是不同超壓力作用在建筑物或人體時(shí)所產(chǎn)生的破壞與危害特征。