爆炸火球模型（精选四篇）
爆炸火球模型 篇1
1 战时机场跑道爆炸坑位置标定
跑道是否被封锁, 不仅取决于命中跑道的炸弹的数量, 而且取决于命中的炸弹着弹点在跑道上的分布状态。如果把跑道按照最小起降带的大小 (例如长1 500 m, 宽20 m) 分割为一个个区域, 跑道是否被完全封锁, 不取决于落在跑道上炸弹的数量, 而取决于每个最小起降带是否都被封锁, 即飞机无法在任何一个最小起降带上起飞[3]。本文将跑道完全被封锁视为每个起降带均被封锁。为便于建立标定模型和理解, 假设主跑道的宽度与长度均是最小起降带的长度与宽度的2倍。此外, 假定L, D分别为最小起降带的长度与宽度, 一个炸弹最大封锁面积为2L×2D大小的区域, 所以本文在划分跑道坐标时利用L×D尺寸将跑道划分为“田”字方格。炸弹若在“田”字中心位置爆炸, 则四条最小起降带均被破坏, 即不能满足飞机起飞的最低要求, 其他位置爆炸则存在封锁概率问题。对于长为L, 宽为D的一条跑道, 炸弹横、纵作用位置, 决定了横向、纵向封锁跑道的概率, 这里用wy与wx分别表示爆炸坑对道面纵向和横向的影响系数。
1.1 分段坐标原点选择及纵向作用位置的标定
现行的跑道位置标定方法以跑道中心为原点, 纵坐标为自然数列, 这种标定方法只能标定炸弹的爆炸坑位置, 无法标定炸弹作用位置对最小起降段的影响, 为了标定不同炸弹爆炸坑位置对最小起降带位置的影响, 本文选择跑道中心点为第一个坐标原点, 其他中心点以2L0为周期间隔依次向两边延伸, 跑道纵向坐标为y轴, 在每±L0分段内, 纵向坐标取值和跑道中心点的纵向距离成反比, 在爆炸半径±r范围内取1, 在 (r, L0) 及 (-L0, -r) 范围内wy值分别按式 (1) 计算, 如图1所示。
其中, L0为最小起降带长度;r为分段内爆炸弹坑的平均半径。
1.2 横向作用位置的标定
同理, 为了标定炸弹横向作用位置对最小起降带选择的影响, 跑道横向坐标以跑道中心点为第一原点, 其他中心点2D0为间隔周期向两边延伸, 跑道横向为x轴, D0为最小起降带宽度。在每±D0分段内, 纵向坐标取值和跑道中心点的纵向距离成反比, 在爆炸半径±r范围内取1, 在 (r, D0) 及 (-D0, -r) 范围内wx值分别按式 (2) 计算, 如图2所示。
其中, D0为最小起降带宽度;r为分段内爆炸弹坑半径的平均半径。
图图22简简化化的的弹弹坑坑横横向向作作用用系系数数计计算算
2 战时机场滑行道、联络道及附属设施爆炸坑位置标定
2.1 滑行道爆炸坑位置的标定
1) 纵向坐标的标定。与跑道划分类似, 沿滑行道的纵向、横向划分为y方向, x方向。滑行道纵向坐标以机库所在位置为起点, 飞机滑行线路与机库的位置及与选择跑道起飞位置有关。有以下两种情况需要考虑:如果滑行道宽度设计为最小值 (此情况仅出现在战时的临时机场) , 则在选择的滑行线路上任意的弹坑都会造成飞机无法达到起飞预定位置, 此时在机库与选择滑行道之间的横向上可以认为滑行道的纵向作用系数wy均为1, 而不必再计算纵向的作用系数wy;对于常规性、永久军用机场而言, 滑行道的宽度较大, 在选择滑行线路之后炸弹纵向作用系数wy可视为0, 是否被封锁仅取决于横向作用系数wx。
2) 横向坐标的标定。滑行道横向坐标以滑行道中线为原点, 以飞机最小滑行宽度D1的两倍宽度为周期间隔, 划分为不同的作用段。在每个作用段内, 炸弹作用位置离作用段中线距离越近, 炸弹对作用段的封锁概率越大, 横向作用系数wx越大。按式 (2) 计算wx, 见图2。
2.2 联络道爆炸坑位置的标定
1) 纵向坐标的标定。在飞机滑行路径上, 沿联络道的纵向、横向划分为y方向, x方向。联络道纵向坐标以联络道入口所在位置为起点, 同样有以下两种情况需要考虑:
如果联络道宽度设计为最小值 (此情况仅出现在战时的临时机场) , 则在选择的滑行线路上任意的弹坑都会造成飞机无法达到起飞预定位置, 此时在机库与选择联络道之间的横向上可以认为联络道的纵向作用系数wy均为1, 而不必再计算纵向的作用系数wy;
对于常规性、永久军用机场而言, 联络道的宽度较大, 在选择滑行线路之后炸弹纵向作用系数wy可视为0, 是否被封锁仅取决于横向作用系数wx。
2) 横向坐标的标定。联络道横向坐标以联络道中线为原点, 同样以飞机滑行最小宽度D1的两倍宽度为周期间隔, 划分为不同的作用段。在每个作用段内, 炸弹作用位置离作用段中线距离越近, 炸弹对作用段的封锁概率越大, 横向作用系数wx越大。按式 (2) 计算wx, 计算简图见图2。
3 标定模型验证
3.1 机场轰炸情况模拟
图3是为验证上述标定模型的正确性, 利用无人机拍摄的某机场航拍图, 主跑道长3 000 m, 宽40 m, 中间联络道长120 m, 宽16 m, 滑行道长3 000 m, 宽20 m。其中A1~A4表示在主跑道上的弹坑 (A0除外) , B1~B4表示联络道上的爆炸成坑, 而C1~C4则表示滑行道上的爆炸成坑, 且飞机拦阻砂被轰炸, 以此模拟机场被炸后情况, 试用此方法对爆炸坑位置标定。因两端联络道宽度远大于中间联络道, 对中间联络道的封锁可能性远大于两端联络道, 且两者标定方法相同, 这里仅以中间联络道为例简化说明情况, 可不考虑B1与B2两点作用系数。滑行道的标定与联络道类似, 只计算横向的作用系数即可判断弹坑的封锁性强弱。
跑道中心A0为坐标原点, 该点坐标为 (0, 0) (坐标格式为A (y, x) , B (y, x) , C (y, x) ) , 跑道中心点爆炸物的wx, wy都为1, 可通过无人机航拍测出如下:
1) 主跑道弹坑位置:A1 (-1 300, 15) , A2 (-700, -10) , A3 (600, 10) , A4 (1 100, -15) ;
2) 中间联络道弹坑位置:B2 (-20, 5) , B3 (0, -6) ;
3) 滑行道弹坑位置:C1 (-1 400, -6) , C2 (50, -10) , C3 (900, 1) , C4 (1 400, -5) ;
4) 由于敌机轰炸时采用同一种小口径航弹, 可近似认为每个弹坑半径均相同, 都为2 m。
假定:主跑道的最小起降带为长1 500 m, 宽20 m;联络道滑行线路最小宽度要求为8 m, 滑行道滑行线路最小宽度要求为10 m。
3.2 位置作用系数标定
依据模型, 可以用一个坐标区段, 求出各爆炸点的作用系数, 就能表示跑道上的所有爆炸点。
对于主跑道而言, 利用式 (1) , 可计算出主跑道上各爆炸点A1, A2, A3, A4的纵向作用系数, 利用式 (2) , 可计算出主跑道上各爆炸点A1, A2, A3, A4的横向作用系数, 则各爆炸点的封锁作用系数为A1 (0.134, 0.35) , A2 (0.535, 0.60) , A3 (0.601, 0.60) , A4 (0.268, 0.35) , 其中A3的作用系数最大, 封锁性强, 应优先抢修。
对于中间联络道而言, 未被轰炸的联络道可视作纵向横向封锁系数均为0的情况, 对于有弹坑的联络道, 针对本机场而言, 纵向作用系数为0, B2, B3点的横向作用系数可利用式 (2) 计算, 则中间联络道各爆炸点的封锁作用系数为B2 (0, 0.625) , B3 (0, 0.5) , B2的作用系数最大, 优先抢修。
针对本机场滑行道而言, 根据模型的建立可知其纵向作用系数为0, C1, C2, C3, C4点的横向作用系数可利用式 (2) 计算, 则滑行道上各爆炸点的封锁作用系数为C1 (0, 0.6) , C2 (0, 0.2) , C3 (0, 1) , C4 (0, 0.7) , 其中C3的封锁作用系数最大, 优先抢修。
以上的标定模型及例证是假定主跑道或滑行道、联络道是最小要求数值的2倍时的情况, 实际的机场主跑道的宽度可能是最小起降带宽度的3倍或其他数值, 这样在划分区域时就出现在横向多于2个区域, 这就要求在使用标定模型时, 需要重复计算, 标定出每个弹坑对各区域的作用系数, 最后进行综合判断。
4 结语
本文建立的爆炸坑标定模型主要是为了解决如何判断各个爆炸坑位置的重要程度, 对抢修的优先顺序提供参考, 对保障飞机在最短时间内恢复飞行具有重要意义。该模型对实际机场道面长度与宽度是最小起降带任意倍数的情况均适用。
摘要：利用最小起降带和最小滑行宽度的概念建立了爆炸坑位置标定模型, 根据纵向与横向作用系数判断各个爆炸坑对道面的封锁程度, 进而判断爆炸坑抢修的优先顺序, 通过算例计算, 验证了模型的可行性, 为战时道面的抢修决策提供了参考。
关键词：机场道面,最小起降带,爆炸坑,标定
参考文献
[1]许巍, 岑国平.机场最小起降带的计算机辅助优选[J].空军工程大学学报 (自然科学版) , 2003, 4 (2) :20-23.
[2]许巍.机场最小起降带模糊优选理论模型[J].交通运输工程学报, 2005, 5 (1) :57-60.
大火球要爆炸幼儿园社会课教案 篇2
【设计意图】
《幼儿园教育指导纲要》把“情感”提到了非常重要的位置。幼儿的情绪是积极还是消极的，将影响着幼儿的身心健康发展。安定愉快的情绪是幼儿保持身心健康和行为适应的重要条件。针对本班孩子现阶段因冲突而“生气”的现象时有发生的情况，我认为有必要组织一次集体教学活动，帮助幼儿直面“生气”这一情绪。鉴于《大火球要爆炸》图画书故事内容贴近孩子的生活，同时具有孩子性格塑造的针对性，因此我选取它作为本节活动课的教学素材，通过阅读――讨论――模仿的形式，让幼儿懂得每一个人都有生气的时候，明白生气并没有错，但是一直生气并不好，让孩子尝试在活动中学习妥善地管理自己的情绪，了解几种简单有效的舒缓自己情绪的方法。（故事内容见附件一）
【活动目标】
1、愿意与同伴进行情感交流，分享自己的情绪体验。
2、知道生气是正常情绪的一种，尝试了解调节情绪的方法。
【活动准备】
1、《大火球要爆炸》PPT（附件4）、绘图纸、笔、配乐。
2、活动前开展问卷调查，让幼儿采访家庭成员或其他人士，了解他们是否有过生气的情绪，生气的时候他们是怎么处理自己的情绪。（附件二）
【活动过程】
（一）情境导入，营造快乐气氛
1、幼儿跟随音乐做律动进场。（音乐《假如幸福就拍拍手》）
2、幼儿结合经验讲述愉快经历。
导入语：小朋友今天高兴吗？你们一定有很多快乐的事情，能和大家一起分享吗？
（二）阅读封面，引出主题（遮盖书名）
1、阅读画面，预测故事主角情绪发生的原因。
导入语：它呀！有个好听的名字，叫做奔奔头。咦！它怎么啦？
重点观察：小狮子奔奔头的表情
关键提问：小狮子奔奔头为什么不高兴，究竟发生了什么事情？
（三）集体阅读图画书，了解小狮子情绪发生的`原因。
1、教师朗读P1―P5页。
导入语：好，小狮子奔奔头究竟发生了什么事情？我们一起来看看吧！
2、幼儿简单讲述小狮子生气的原因。
关键提问：现在知道小狮子奔奔头为什么生气了吗？
（四）分享“生气”情绪体验，体会生气是正常情绪的一种。
1、统计：你会生气吗？（幼儿举手表态）
导入语：如果你碰到像小狮子一样的事情，会生气吗？
2、幼儿分享情绪体验。
关键提问：“你有遇到让你生气的事情吗？”“爸爸、妈妈、阿姨、叔叔……他们会生气吗？
教师小结：原来每个人都会生气，生气是一件平常的事情。
（五）组织讨论，寻找处理“生气”情绪的有效方式。
1、阅读图画书P6页。
导入语：小狮子奔奔头生气的时候是怎样的？
关键提问:总是生气好不好？为什么？有什么办法能让自己不再生气吗？
教师小结：原来遇到生气的事情，可以有很多不同的处理方式，我们来看看奔奔头后来是怎样做的。
（六）集体阅读图画书，了解故事中调节情绪的方法。
1、教师朗读阅读图画书P8―11页。（配乐）
2、结合故事内容绘制“生气时可以怎么做”图表，帮助幼儿梳理提升获得调节情绪的新经验。（附件三）
（七）设置悬念，结束本次活动。
导入语：小朋友猜猜看奔奔头还会生气吗？
爆炸火球模型 篇3
1.1 瓦斯爆炸的实质
瓦斯爆炸是处于爆炸极限范围内的瓦斯与空气中的氧气发生的剧烈的氧化反应, 这是瓦斯爆炸的本质。瓦斯爆炸是一种热—链式反应, 也叫链锁反应。瓦斯在空气中达到一定的浓度形成爆炸性混合气体, 吸收一定能量后, 混合气体的分子由于激烈的碰撞化学键发生断裂, 形成自由基, 自由基又与其他分子发生化学反应生成更多的自由基, 加剧了反应速度, 以至引起燃烧甚至爆炸。在煤炭工业中, 瓦斯爆炸是最具破坏性的灾害事故, 爆炸所产生的冲击波会对设备造成毁灭性的破坏, 对人类造成巨大的伤亡。瓦斯爆炸根据其波及的范围和特点在形式和性质上又被分为三种, 即连续、局部和大型瓦斯爆炸。在煤矿井下发生瓦斯爆炸必须具备三个基本条件:空气中瓦斯 (CH4) 浓度达到5%~16%[1];温度为650℃~750℃的引爆火源;空气中氧含量不低于12%。
1.2 瓦斯爆炸危险源辨识
1.2.1 瓦斯爆炸事故瓦斯存在与积聚危险源综合辨识
瓦斯爆炸事故中爆炸性瓦斯积聚危险源的综合辨识主要是从瓦斯积聚的原因辨识, 结合前面所进行瓦斯爆炸场所、通风系统和人因管理等辨识出的危险源, 来进行综合性瓦斯积聚危险源分类。综合大量的瓦斯爆炸事故中瓦斯积聚原因的探讨可以将瓦斯积聚的主要原因分为以下几大类:自然突变原因、通风设施设备原因、通风系统 (不含设施设备) 原因、瓦检人员原因、综合性因素等。上述各类原因是对许多危险源的一种综合, 而并不是具体的危险源, 其辨识过程还需进行具体实际的辨识与分析。
综合性因素主要有:没有及时处理积聚瓦斯;没有按时检查;瓦斯漏检情况。对于没有及时处理积聚瓦斯可以分为:报警断电仪失灵;报警断电装置位置不当;瓦斯积聚时处理不得力;采空区瓦斯涌出;地质变化瓦斯涌出。
通风系统原因:串联通风;巷道阻塞造成风量不足;风速过低;贯通时未能及时通风;通风系统不合理;通风系统不完善;通风系统不稳定;风流短路;局扇循环风等。
通风设施设备的原因主要有:风机故障;通风设施漏风;局扇循环风;通风设施损坏;通风设施不合格;风机安装不合格;局部风机机型不当或陈旧;报警断电仪失灵或故障;随意开停风机;放炮造成瓦斯积聚 (炮采) ;无计划停电导致停风;排放瓦斯过程不当等。
瓦斯检查人员的原因主要有:瓦斯检测员脱岗;瓦斯检测不及时;瓦斯漏检;瓦斯积聚时处理不当;盲巷未能及时密封。
1.2.2 瓦斯爆炸事故火源存在的危险源辨识
对瓦斯爆炸事故来说, 火源的存在是一个很重要的因素, 没有火源无论瓦斯处于何种危险状态, 瓦斯爆炸事故将不可能发生, 同时火源也是很难控制和管理的。瓦斯爆炸事故火源危险源综合辨识同瓦斯积聚综合辨识一样, 仍然主要是以火源出现的原因来进行综合辨识, 结合前面所进行火源可能出现场所、生产流程、井下各类生产设施设备和人因管理等辨识出的危险源, 来进行综合性火源危险源分类。对大量瓦斯爆炸事故进行分析, 可以把井下火源的存在分为综合性火源、电气类火源、放炮火源、摩擦撞击火源等几类。
2 瓦斯爆炸风险预警指标体系
2.1 指标选取的原则
(1) 系统性原则:煤矿瓦斯爆炸事故隐患众多, 存在于企业生产和管理每个环节, 要系统化分析各种存在危险性因素, 从而实现预警的准确性。
(2) 预防性原则:选取的指标应该是煤矿企业要经常列出的瓦斯爆炸危险因素, 对这些危险因素带来的安全隐患及时处理, 来预防事故的发生。
(3) 指标化原则:如果能够用数据来表示瓦斯爆炸的风险, 那么就会更简单直接的被接受, 所以要建立健全监测统计指标进而确定不同的警戒级别发出警告。
(4) 动态化原则:煤矿井下生产系统是动态变化的系统, 危险因素也始终在变化, 要根据系统的变化特征及时调整预警指标。
2.2 瓦斯爆炸的指标分析
本文从瓦斯爆炸发生条件、瓦斯爆炸事故原因、隐患角度出发, 参照煤矿安全管理常用数据以及国内外对煤矿瓦斯爆炸风险预警的指标, 来逐个分析选取瓦斯爆炸预警的指标。由于氧气的浓度在井下一般是满足爆炸条件的, 因此主要从瓦斯积聚和火源两个方面分析选取预警指标。由于企业的安全管理状况是可能直接影响瓦斯积聚和火源两个风险因素的存在状态, 是隐藏的危险源, 在瓦斯爆炸风险预警时也应该予以考虑。
(1) 造成瓦斯积聚形成的原因主要有两个方面:一是瓦斯积聚地点瓦斯含量增加导致瓦斯积聚;二是由于瓦斯不能及时排出导致的瓦斯浓度超标。
(2) 形成火源的因素指标主要有煤炭自燃、违章作业 (吸烟明火、带电检修、人为拆卸照明灯具等) 、机电设备失爆和放炮不合格 (不管是人为的放炮操作错误, 还是炸药本身质量不合格, 把放炮不成功的都统计在放炮不合格里, 用放炮合格率来表示炮采形成火源情况) 四个方面来考虑。
(3) 从瓦斯爆炸的条件分析得出的因素从事故致因理论的角度可以归结到人、机、环境三个方面, 是造成瓦斯爆炸事故的直接原因。这些因素的背后隐藏着管理方面的安全隐患, 受到管理因素的支配。管理因素是瓦斯爆炸事故的间接原因, 直接影响着瓦斯爆炸危险源的存在状况。
2.3 瓦斯爆炸风险预警指标体系建立
通过以上对瓦斯爆炸风险因素分析得出27个瓦斯爆炸风险预警指标。从事故发生原因出发, 根据以上分析过程建立瓦斯爆炸风险预警指标体系如图1。
摘要：运用瓦斯爆炸理论、危险源理论、风险预警理论分析辨识煤矿井下瓦斯爆炸危险源, 选取具有代表性的27个瓦斯爆炸风险指标构建瓦斯爆炸风险预警指标体系, 用层次分析法计算了每个指标的相对预警总目标的权重, 用关联预警模型进行分析, 得出煤矿瓦斯爆炸风险性并给出警情预报, 为煤矿的安全控制提供依据。
关键词：瓦斯爆炸,危险源,关联,预警模型
参考文献
[1]于不凡.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2005.
[2]胡殿明, 林柏泉.煤层瓦斯赋存规律及防治技术[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2006.
爆炸火球模型 篇4
化工生产过程中存在大量的易燃、易爆及有毒危险物质,一旦发生事故将给人民的生命财产安全造成严重威胁。当某个装置发生火灾爆炸事故后,周边设施在热辐射、冲击波、碎片冲击等物理效应作用下极易引发二次事故。已有的事故后果定量分析模型主要是针对危险源初始事故进行计算,忽略了由于能量冲量而引发邻近危险源发生连锁事故的可能,难以给出对事故多米诺效应的定量描述,不能完全满足区域安全规划及评估工作的需要。
初始事故通过热辐射、冲击波超压、碎片冲击等物理效应传递给目标设施,导致设施发生二次事故的概率,称为多米诺效应扩展概率。国外研究工作起步较早, Cozzani[1]等人分别对热辐射、冲击波以及碎片冲击等3种多米诺事故的物理效应进行了研究,给出了不同物理效应失效阈值。基于这些模型,可以计算目标设施遭受初始事故影响产生二次事故的形式及程度。Gubineli[2]和Hauphmanns[3]等在对火灾爆炸碎片冲击破坏的随机性和不确定性进行研究的基础上,得到了爆炸碎片抛射距离概率曲线。我国国内相关研究主要集中在安全评价、区域安全规划等方面[4,5,6]。目前在模型研究方面,单独的热辐射、冲击波超压、碎片冲击等物理效应引起的多米诺效应扩展概率已有相应的计算模型[7,8,9]。但是由于初始事故发生时热辐射、冲击波超压、碎片冲击等物理效应可能同时作用于同一设施上[10,11]。现有的多米诺效应概率模型绝大多数是针对上述单一效果进行模拟计算,少有文献将3种能量的耦合作用作为研究的重点。因此,本文将以初始火灾爆炸事故为原点,定量研究由事故中3种物理效应耦合作用导致相邻危险源发生二次事故的多米诺效应,对多米诺效应发生路径及概率进行定量描述。
1 评估框架
本文所提出的事故多米诺效应评估框架,如图1所示。在已知初始事故模式的前提下,选用合适的失效概率模型计算相邻设施的失效概率;确定二次事故可能场景,分析每一种场景组合,计算出多米诺效应发生概率;最后以概率最大的事故场景作为该事故中由多米诺效应导致的最可能二次事故模式。
2 模型建立
由初始事故A而导致最终事故B的事故链存在多种路径,如图2所示。设A为初始事故,经过其引发的C,D,E等事故后,最终造成了对人或设备(B)的伤害。模型考虑了多个上级事故对下级事故的耦合作用效果,首先采用设备失效概率模型计算单个设备失效概率,再通过二次事故概率模型计算得到由初始事故设备引发周边设施发生二次事故的概率。若事故模式中存在多种能量作用方式,则采用物理效应耦合模型以确定热辐射、冲击波以及碎片冲击3种能量的耦合作用效果。
2.1 设备失效概率模型
采用高斯概率分布函数,计算设备损坏概率[12],即
式中,P为目标设备发生的损坏概率;Y为设备失效概率单位,可通过相应的设备失效几率模型得到,如Valerio Cozzani给出的冲击波超压破坏几率通式,如下式所示[7]:
式中,k1和k2分别为无量纲的系数,如对于高压容器分别取值为-42.44,4.33;Δp0为目标设备处的超压,Mpa。
2.2 二次事故概率模型
二次事故概率模型中初始事故A为:
初始事故A的事故模式不同,对相邻设施能量作用方式也不同。式中A为初始事故(可为池火或其它事故模式),B为由事故A所引发的二次事故(事故模式为火灾、爆炸或泄漏),
式中,P
2.3 物理效应耦合模型
由于在火灾爆炸事故中,目标对象会同时受到热辐射、冲击波超压以及碎片冲击的共同作用,并且只要其中一种能量作用方式超过了储罐罐体所能承受的阈值,可认为该储罐失效[13]。这里采用加修正系数的方法对三种物理效应对目标储罐的影响概率加以修正,计算方法如下:
P=k1P1+k2P2+k3P3。 (6)
式中:P1,P2和P3分别为热辐射、冲击波和碎片对目标对象的破坏概率;k1,k2,k3分别为热辐射、冲击波和碎片对目标储罐的破坏影响系数,可根据事故调查及分析结果及经验取值。本文通过对蒸气云爆炸、沸腾液体扩展蒸气云爆炸、池火等事故中各100次多米诺效应现象进行分析[14],得到如表1所示结果。
通过对上述调查结果进行分析可知,对于蒸气云爆炸,k1,k2,k3分别取值为0,0.95,0.05;而对于池火灾,可以认为k1,k2,k3分别取值为0.95,0.25,0.25。
3 实例应用
以某储罐区为例,储罐布置如图3所示。6个罐的容积均为250m3,储罐间距均为60m。初始事故罐内储存介质为甲苯,质量均为50t。假设初始事故罐发生蒸气云爆炸,考虑到储罐日常充装系数为0.85,设事故后初始事故罐内仍留有半罐危险物质,因此得到形成蒸气云的危险物质数量为50×0.85-25=17.5t。利用上述模型计算该起爆炸事故对其余5个罐造成的多米诺影响。
通过蒸气云爆炸模型,得到初始事故的影响范围,如图4所示。其中图4(a)给出了储罐发生蒸气云爆炸后人伤伤亡半径的分布图;图4(b)给出了事故产生的热辐射强度随间距变化与产生的变化趋势。本文中对单一事故的模拟仍采用目前常用的事故后果定量分析模型,因此这里不再详述,仅给出计算结果。
经计算得到,初始罐发生爆炸后热辐射引起的一级烧伤半径为188m,二级烧伤半径为124m,引起人死亡的半径是101m,木材引燃半径为80m。进一步对由初始爆炸事故导致周边储罐二次事故进行模拟,计算结果如表2所示。表2给出了不同位置处储罐由于多米诺效应造成失效的概率值。利用本文给出的分析模型对31种事故设施组合进行分析计算,得到初始罐爆炸后引起的最大可能的多米诺事故场景为:1、2号罐同时发生事故,事故发生概率为0.36。至此,计算得到了当储罐区中某一储罐发生蒸气云爆炸后,周边储罐发生二次火灾爆炸事故的最大可能组合及概率,以此衡量储罐区发生火灾爆炸多米诺事故的风险程度。
4 结论
论文以火灾爆炸事故中的多米诺效应为研究对象,建立了用于分析在热辐射、冲击波以及碎片冲击3种破坏方式耦合作用下的二次事故失效概率模型,通过模型研究与实例计算得到以下结论:
(1)在火灾爆炸事故中,相邻储罐或设施会同时受到初始事故中所产生的热辐射、冲击波以及碎片冲击等3种破坏方式的共同作用,只要其中一种能量超过了目标对象所能承受的阈值便会导致设施失效。
(2)在研究多米诺效应过程中需根据事故模式考虑上述3种物理效应的耦合作用,而仅考虑一种能量作用方式会低估目标对象的失效概率,失效概率受初始事故所产生的能量及相邻设施间距等因素所影响。
(3)将3种物理效应考虑成并联关系,引入影响系数可以有效地衡量3种物理效应的共同作用效果。