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1、 气体气态液态体积换算 Revised final draft November 26,2020 理想气体状态方程（克拉伯龙方程）：标准状态是指 0（273K），1atm=101.3kPa 的状态下。V=nRT V：标准状态下的气体体积；n：气体的摩尔量；R：气体常量、比例系数；8.31441J/molK T：绝对温度；273K P：标准大气压；101.3kPa V=nRT=n8.31441273/101.3 或 V=nRT=n0.082273/1 另可以简便计算：V=V022.4/M V：标准状态下的气体体积；V0：气体液态体积；：液化气体的相对密度；M：分子量。氮的标准沸点是-195.8,
2、液体密度 0.808（-195.8），1m3液氮可汽化成氮气 1*（808/28）*22.4=646.4 标立 二氧化碳液体密度 1.56（-79），1m3液态二氧化碳可汽化成二氧化碳 1*（1560/44.01）*22.4=794 标立 氯的标准沸点是-34,液体密度 1.47，1m3液氯可汽化成氯气 1*（1470/70.9）*22.4=464.4 标立 液态氧气体体积膨胀计算 在标准状态下 0，0.1MPa，1 摩尔气体占有 22.4 升体积，根据液态气体的相对密度，由下式可计算出它们气化后膨胀的体积：V膨胀后的体积（升）vo液态气体的体积（升）do液态气体的相对密度（水=1）M液态气体
3、的分子量 将液氧的有关数据代入上式，由 do=1.14，M=32 得 即液氧若发生泄漏则会迅速气化，其膨胀体积为原液态体积为 798倍。b.液氧爆破能量模拟计算：液氧处于过热状态时，液态介质迅速大量蒸发，使容器受到很高压力的冲击，产生暴沸或扩展为 BLEVE 爆炸，其爆破能量是介质在爆破前后的熵、焓的函数。1)计算过程(1)容器爆破能量计算公式 EL=(i1i2)(s1s2)Tbm 式中：EL过热状态下液体的爆破能量KJ；i1爆破前饱和液体的焓KJ/kg；i2在大气压力下饱和液体的焓KJ/kg；s1爆破前饱和液体的熵KJ/(kgk)；s2在大气压力下饱和液体的熵KJ/(kgk)；m饱和液体的质
4、量kg；Tb介质在大气压下的沸点k(2)30m3液氧储罐的爆破能量 本项目液氧贮存在 1 个容积为 30m3/1.84Mpa 的储罐内，液氧最大储存量为 34290kg，液氧沸点 90.188K；假设事故状态下储罐内液氧的的温度为 95K，则爆破能量：E=(167.2-125.4)-(1.73-1.65)90.18834290=1186091KJ(3)将爆破能量换算成 TNT 能量 q，1kgTNT 平均爆炸能量为4500kJ/kg，故 q=E4500=11860914500=264(kg)(4)求出爆炸的模拟比 即得=0.1q1/3=0.1(264)1/3=0.64(5)查得各种伤害、破坏下
5、的超压值 表 5-4 冲击波超压对人体及建筑物伤害破坏作用表 序号 超压 p/MPa 冲击波超压对人体的伤害 冲击波超压对建筑物的破坏作用 1 0.020.03 轻微损伤 墙裂缝 2 0.030.05 听觉器官损伤或骨折 墙大裂缝，房瓦掉下 3 0.050.10 内脏严重损伤或死亡 木结构厂房木柱折断，房架松动，砖墙倒塌。4 0.100.20 大部分人员死亡 防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌。5 0.200.30 大部分人员死亡 大型钢架结构破坏。(6)求出在 1000kgTNT 爆炸试验中的相当距离 R0 根据相关数据查得：p=0.02 时 R0=56；p=0.03 时 R0=43；p=0.0
6、5 时 R0=32；p=0.10 时 R0=23；p=0.20 时 R0=17；(7)求出发生爆炸时各类伤害半径 R1=R0=560.6435.8m；R2=R0=430.6427.5m；R3=R0=320.6420.5m；R4=R0=230.6414.7m；R5=R0=170.6410.9m；2)事故后果预测小结 按照单罐物理性爆炸事故后果预测，如果一台 30m3的低温液氧储罐爆炸，其各类伤害、损失半径见表 5-5。表 5-5 冲击波超压对人体及建筑物伤害破坏作用半径表 序号 与液氧储罐的距离 冲击波超压对人体的伤害 冲击波超压对建筑物的破坏作用 1 35.8m 轻微损伤 墙裂缝 2 27.5m 听觉器官损伤或骨折 墙大裂缝，房瓦掉下 3 20.5m 内脏严重损伤或死亡 木结构厂房木柱折断，房架松动，砖墙倒塌。4 14.7m 大部分人员死亡 防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌。5 10.9m 大部分人员死亡 大型钢架结构破坏 综上，液氧若发生泄漏则会迅速气化，其膨胀体积为原液态体积为798 倍；发生爆炸（30m3液氧）的冲击波超压破坏作用数据见表 4-6。计算可见，如氧罐发生物理爆炸，对 50 米外的丙烷气站人员及设备不会造成太大的影响。
气体气态液态体积换算2199
