安全技术评价 第二版 教学课件 作者 张乃禄 1 5 第2章.pptVIP

2.1　安全评价原理 2.1.1　相关原理 　一个系统的属性、 特性与事故和职业危害存在着因果的相关性， 这是系统因果评价方法的理论基础。 　　1. 系统的基本特征 　　安全评价把研究的所有对象都视为系统。系统是指为实现一定的目标，由许多个彼此有机联系的要素组成的整体。系统有大有小，千差万别，但所有的系统都具有以下特征。 2.2　安全评价模型 2.2.1　安全评价模型简介 　　在研究实际系统时， 为了便于试验、 分析、 评价和预测， 总是先设法对所要研究的系统的结构形态或运动状态进行描述、 模拟和抽象。 它是对系统或过程的一种简化， 虽然不再包括原系统或过程的全部特征， 但能描述原系统或过程输入、 中间过程和输出的本质性的特征，并与原系统或过程所处的环境条件相似。  　　安全评价模型一般可分为以下三种类型。 Es=CsV (2-19)  式中：Es——干饱和蒸气的爆破能量，kJ；  V——干饱和蒸气的体积，m3；  Cs——干饱和蒸气爆破能量系数，kJ／m3。 　　常见的几种压力下的干饱和蒸气容器爆破能量系数列于表2-5中。   表2-5 常见的几种压力下的干饱和蒸气容器爆破能量系数 　　（2） 介质全部为液体时的容器爆破能量。 　　通常将液体加压时所做的功作为常温液体压力容器爆炸时释放的能量，计算公式如下： (2-20) 式中：El——常温液体压力容器爆炸时释放的能量，kJ； p——液体的压力，Pa；  　　　V——容器的体积，m3；  　　　βt——液体在压力p和温度t下的压缩系数， Pa-1。 　　(3) 液化气体与高温饱和水的容器爆破能量。 　　液化气体和高温饱和水一般在容器内以气液两态存在，当容器破裂发生爆炸时，除了气体的急剧膨胀做功外， 还有过热液体激烈的蒸发过程。在大多数情况下，这类容器内的 饱和液体占有容器介质质量的绝大部分，它的爆破能量比饱和气体大得多，一般计算时考虑气体膨胀做的功。 过热状态下液体在容器破裂时释放出的爆破能量可按下式计算： E=［(H1-H2)-(S1-S2)t1］W (2-21) 式中：E——过热状态液体的爆破能量，kJ；  　　　H1——爆炸前饱和液体的焓，kJ／kg；  　　　H2——在大气压力下饱和液体的焓，kJ／kg；  　　　S1——爆炸前饱和液体的熵，kJ／(Kg·℃)；  　　　S2——在大气压力下饱和液体的熵，kJ／(kg·℃)； 　　t1——介质在大气压力下的沸点，℃；  　　　W——饱和液体的质量，kg。  　　饱和水容器的爆破能量按下式计算： Ew=CwV (2-22)  式中：Ew——饱和水容器的爆破能量，kJ；  　　　V——容器内饱和水所占的容积，m3；  　　　Cw——饱和水爆破能量系数，kJ／m3，其值见表2-6。  表2-6　常见的几种压力下饱和水爆破能量系数 　　2） 爆炸冲击波及其伤害、 破坏作用 　　压力容器爆炸时，爆破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三种形式表现出来。 后两者所消耗的能量只占总爆破能量的3％~15％， 也就是说大部分能量的作用是产生空气冲击波。 　　（1） 爆炸冲击波。 　　冲击波是由压缩波叠加形成的，是波阵面以突进形式在介质中传播的压缩波。容器破裂时， 容器内的高压气体大量冲出，使它周围的空气因受到冲击而发生扰动，使其状态（压力、 密度、 温度等）发生突跃变化，这种扰动传播的速度大于被扰动的介质的声速，其在空气中的传播就成为冲击波。在离爆破中心一定距离的地方，空气压力会发生迅速的变化，而且变化幅度大。 　　冲击波伤害、 破坏作用的衡量准则主要有：超压准则、 冲量准则、 超压-冲量准则等。为了便于操作，下面仅介绍超压准则。超压准则认为，只要冲击波超压达到一定值，便会对目标造成一定的伤害或破坏。超压波对人体的伤害和对建筑物的破坏作用见表2-7和表2-8。 表2-7　冲击波超压对人体的伤害作用 表2-8　冲击波超压对建筑物的破坏作用 　　(2) 冲击波的超压。 　　冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关，同时也与波阵面距离爆炸中心的远近有关。冲击波的超压与爆炸中心距离的关系为 Δp∝R-n (2-23)  式中：Δp——冲击波波阵面上的超压，MPa；  　　　R——距