鍋爐爆炸能量計(jì)算鍋爐爆炸對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生破壞的能量來自兩方面：①鍋筒內(nèi)的高壓蒸汽膨脹。由于鍋爐爆炸是在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的，高壓蒸汽來不及與外界熱交換，釋放的能量可視為絕熱膨脹所作的功。②飽和水迅速汽化、繼續(xù)膨脹所作的功。當(dāng)鍋筒破裂、筒內(nèi)液面壓力瞬時(shí)下降為大氣壓，原工作壓力下高于100°C的飽和水此時(shí)變得極不穩(wěn)定，變成在大氣壓下難以存在的“過飽和水”,其中一部分即瞬時(shí)汽化，體積驟然膨脹許多倍，在容器周圍空間形成爆炸。兩者相比，后者所產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者。爆炸能量在向外釋放時(shí)以沖擊波能量、碎片能量和容器殘余變形能量等三種形式表現(xiàn)出來。據(jù)介紹，后二者所消耗的能量只占總爆炸能量的3%?15%，也就是說大部分能量是產(chǎn)生空氣沖擊波。假若1臺(tái)20t/h的鍋爐總?cè)萘繛?0m3，其中水量15m3，蒸汽5m3,工作壓力1.3MPa（表壓），計(jì)算其爆炸時(shí)對(duì)周圍人員及建筑物的傷害（破壞）作用，可按下列程序進(jìn)行。1）鍋爐爆炸能量計(jì)算鍋爐爆炸產(chǎn)生的能量:E=E+E=VC+VCswssww式中，E——總釋放能量；E——爆炸能量蒸汽；sE——飽和水爆炸能量；wV——蒸汽體積；V——飽和水體積；WC――蒸汽爆炸能量系數(shù)；SC――飽和水爆炸能量系數(shù)W表6-2常用壓力下CS、CW值（kJ/m3）SW表壓力/MPa0.50.81.32.53.0CS8.31X1021.5X1032.75X1036.24X1037.77X103CW3.25X1044.56X1046.35X1049.56X1041.06X105該鍋爐爆炸總釋放能量為:E=2.75X103X5+6.35X104X15=966.3X103（kJ）2）鍋爐爆炸能量換算成TNT當(dāng)量將鍋爐爆炸能量E換算成TNT當(dāng)量q,其關(guān)系式為：q=E/qtnt式中,qtnt為1kgTNT的爆炸能量,取平均爆破為4500kJ/kg計(jì)算。q=966.3X103/4.5X103~215（kg）即該鍋爐爆炸約相當(dāng)于215kgTNT炸藥的爆炸能量,因而對(duì)周圍環(huán)境能產(chǎn)生較大的破壞力。3）求爆炸試驗(yàn)的模擬比爆炸試驗(yàn)的模擬比a=（q/q0）i/3式中，8——炸藥爆炸試驗(yàn)的模擬比；q°——為取1000kgTNT4）求模擬爆炸試驗(yàn)中的相當(dāng)距離R0在1000kgTNT模擬爆炸試驗(yàn)中的相當(dāng)距離R0=R/a。根據(jù)公式R=aXR°，人員傷害超壓準(zhǔn)則及建筑物破壞的超壓準(zhǔn)則，即可計(jì)算出鍋爐爆炸時(shí),其沖擊波超壓能量造成人員傷害及建筑物損壞的距離R

值，見表6-3、表6-4。表6-3沖擊波超壓對(duì)人體的傷害作用超壓△P/MPa傷害程度R0/mR/m0.02?0.03輕微損傷<55<3300.03?0.05聽覺器官損傷，內(nèi)臟輕微出血，骨折W42<25.20.05?0.10內(nèi)臟嚴(yán)重?fù)p傷，可引起死亡<33<19.8>0.10大部分人員死亡<23<13.8表6-4沖擊波超壓對(duì)建筑物的破壞作用超壓△P/MPa損壞程度R0/mR/m0.015?0.02窗框損壞<68<40.80.02?0.03墻裂縫<55<330.04?0.05墻大裂縫，屋瓦掉下<37<22.20.06?0.07木建筑廠房房柱折斷，房架松動(dòng)<29<17.40.07?0.10磚墻倒塌<27<16.20.10?0.20防震鋼筋混凝土破壞，小房屋倒塌<23<13.80.20?0.30大型鋼架結(jié)構(gòu)破壞<17<10.2注:表2、表3中符號(hào)“W”含義,以傷害破壞程度對(duì)區(qū)域內(nèi)有無(wú)