冲击波超压

制氧站多发事故为设备超压而发生的物理爆炸事故，下面计算可能发生的物理爆炸相当的TNT 摩尔量。

以氧气球罐为例，分析固有爆炸危险所产生的能量。

压力容器中介质为压缩气体，发生物理爆炸释放的能量为：
31101013.011⨯⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-k k g p k Pv E E g ——发生物理爆炸释放的能量，kJ
p ——容器内气体绝对压力，MPa
v ——容器容积，m 3
k ——气体绝热指数
查常用气体绝热指数表可知k 取1.397；设计球罐容积400 m 3；工作压力3.0 MPa ，带入上式求得E g ＝3.903ⅹ106 kJ
查得每kgTNT 爆炸释放能量相为4.5ⅹ103 kJ ，摩尔质量137g/mol TNT 当量为 E g /4.5ⅹ103＝867.33 kg ＝867330g
摩尔量为 867330/137＝6330.88mol
因此，氧气球罐发生物理爆炸释放的能量，相当于TNT 质量867.33 kg ，折合摩尔量为6330.88mol 。

爆炸冲击波对人的伤害标准
爆炸冲击波对人的伤害标准主要取决于冲击波的强度和作用时间。

当冲击波超压在20kPa～30kPa内时，足以使大部分砖木结构建筑物受到强烈破坏。

冲击波对人体造成的损伤称为爆震伤，包括直接损伤和间接损伤。



直接损伤主要是由冲击波波阵面上的超压引起的，损伤程度取决于压力峰值的大小、正压作用时间长短以及压力上升速度快慢。

冲击波的高温还可引起体表或呼吸道烧伤。

间接损伤主要是由冲击波的动压（高速气流冲击力）将人体抛掷和撞击以及作用于其他物体后再对人体造成伤害。



爆炸冲击波的危害范围较大，人员在未作抗爆加强的建筑物内可能会受到严重伤害或死亡。

预计人员受到的伤害程度取决于冲击波的超压大小和作用时间。

当冲击波超压在一定范围内时，可能导致人员死亡或严重伤害；而在较低超压下，人员可能暂时失去听力或听力受到损害，但不发生直接冲击波作用下的死亡或严重伤害。



需要注意的是，炸药在特殊环境下具有广泛的应用，但其安全性仍需关注。

在实际生活中，应尽量减少爆炸事故的发生，加强安全防范措施，降低爆炸冲击波对人员和建筑物的伤害。

地面爆炸时空气冲击波峰值超压的人身伤害准则地面爆炸时空气冲击波是一种强大的力量，可以对周围的人们和建筑物造成严重的损伤。

为了保护人们的生命安全，科学家和研究人员已经制定了一系列人身伤害准则，以帮助我们更好地了解和预防这些危险。

空气冲击波是由于爆炸释放的能量瞬间压缩空气形成的。

这种压缩空气以爆炸中心为中心向四面八方扩散，并以高速移动。

当冲击波穿过人体时，它会对组织和器官造成直接的机械伤害，这可能导致创伤、破裂和内出血等。

为了评估空气冲击波对人体的伤害情况，人身伤害准则将主要考虑以下因素：爆炸的距离、路径、能量和人体位置。

这些因素决定了人体是否暴露在冲击波的高峰压力区域中。

此外，还需要考虑可能对人体造成伤害的其他因素，比如爆炸产生的飞溅物、破片和火焰。

根据人身伤害准则的研究结果，空气冲击波对人体的伤害主要体现在以下几个方面：1.爆震波造成的创伤伤害：当冲击波通过人体时，它会对周围的组织和器官施加巨大的压力。

这种压力可能导致骨折、破裂和内出血等严重创伤。

2.惯性作用力造成的伤害：冲击波的高压区域会造成人体的位移，并产生惯性作用力。

这种力量可以导致人体撞击硬物或摔倒，进一步造成创伤。

3.爆炸产生的飞溅物和破片：在爆炸发生时，周围的物体会变得特别危险，可能变成飞溅物或破片，对人体造成穿刺伤害。

4.爆炸引发的火焰和燃烧物：爆炸可能引发火焰和燃烧物，对人体造成烧伤和中毒。

由于空气冲击波的威力巨大，人身伤害准则的目的是将对人体的伤害降到最低程度。

根据准则，爆炸的距离越远，空气冲击波的峰值超压越低，对人体的伤害越小。

因此，在设计建筑物和设施时应考虑到这一点，以确保人们的生命安全。

此外，人身伤害准则还提供了关于建筑物、车辆和人员疏散等方面的建议。

例如，建筑物应该有足够的强度和耐爆性能，以抵御冲击波和飞溅物。

车辆应该避免暴露在冲击波的高压区域里，人员疏散应该有明确的计划和路线。

为了更好地了解和改进人身伤害准则，研究人员还进行了大量的实验和数值模拟。

、IMP亦9.81Kgf/cm^。

表5-仃地面爆炸时空气冲击波峰值超压的人身伤害准则
见《安全生产技术》中压力容器爆炸的危害
二、点爆炸冲击波超压基本计算公式
△ P=0.084R+0.27R2+0.7R3（适用范围：1< F K 10-15）式中：△ P-水泥地面上爆炸时的冲击波峰值超压；单位MPa
R—比例距离（对比距离），是爆炸中心的距离r （m）与爆炸
药量W （您）的立方根之比，即：R=r/W1/3。

W按TNT当量计算，单位kg。

1、在钢性地面上发生爆炸
△ P=0.106R+0.43R2+1.4/R3（适用范围：1< R< 15) 2、在普通地面上发生爆炸
△ P=0.10^R+0.399/R2+1.26^R3（适用范围：1< R< 10-15)
△ P=0.09^R+0.39/R2+1.^R3（适用范围：0.1 W R< 1) 2、爆炸源周围有标准土围
△ P=0.41R+0.69/R2+0.66^R3（适用范围：1< R< 10-15)△ P=0.09^R+0.39/R2+1.^R3（适用范围：0.1 W R W 1)三、一般将烟花爆竹工房当作点爆炸源计算，需坑道中或线状爆炸源
计算公式时再联系
四、建议将晾晒场、晾棚等无约束或露天的爆炸源，TNT当量按0.4计算，根据试验结果，在露天条件下，黑火药的TNT当量约为0.4, 雷药的TNT当量约为0.69。

参考资料：《爆炸基本原理》《爆炸作用原理》计算时可参考上述公式进行，如有其它问题可随时联系。

聂学辉。

战斗部爆炸冲击波超压测试与数据处理技术研究爆炸冲击波超压是评估弹药毁伤威力的重要参量之一。

准确可靠的爆炸冲击波超压测试系统对于冲击波超压测试十分重要。

本文以测试理论研究、测试系统方案设计、功能实现与实验验证、实测数据处理顺序,对战斗部静爆冲击波超压存储测试系统进行设计研究,并对实测数据进行分析。

首先,以测试需求与技术指标为参考依据,分析测试信号特点与干扰因素,形成测试系统总体方案,并对数据采集存储功能、触发功能等进行了重点研究和设计。

其次,以测试技术指标为标准,对测试系统进行了功能仿真、模拟实验等测试验证实验,证明数据转换与存储功能及光纤外触发方式可行。

最后,进行了战斗部爆炸测试实验实测数据处理,包括单测点数据处理、多测点数据统计分析及毁伤评估。

单个测点数据同测距记录仪测取的冲击波到达时间标准差为1.27μs~1.60μs,说明测试系统具有较好的时基统一性;对多测点数据采用支持向量机算法构建了实测数据多分类器模型,得出了数据分类预测结果与多特征参量数据值分布状态;依据超压-冲量准则,给出了测点数据建筑毁伤等级、人员毁伤概率评估结果。

一、1MPa≈9.81Kgf/cm2。

见《安全生产技术》中压力容器爆炸的危害。

二、点爆炸冲击波超压基本计算公式
△P=0.084/R+0.27/R2+0.7/R3 （适用范围：1≤R≤10-15）
式中：△P—水泥地面上爆炸时的冲击波峰值超压；单位MPa R—比例距离（对比距离），是爆炸中心的距离r（m）与爆炸药量W（㎏）的立方根之比，即：R=r/W1/3。

W按TNT当量计算，单位kg。

1、在钢性地面上发生爆炸
△P=0.106/R+0.43/R2+1.4/R3 （适用范围：1≤R≤15）
2、在普通地面上发生爆炸
△P=0.102/R+0.399/R2+1.26/R3 （适用范围：1≤R≤10-15）△P=0.095/R+0.39/R2+1.3/R3 （适用范围：0.1≤R≤1）2、爆炸源周围有标准土围
△P=0.41/R+0.69/R2+0.668/R3 （适用范围：1≤R≤10-15）△P=0.095/R+0.39/R2+1.3/R3 （适用范围：0.1≤R≤1）三、一般将烟花爆竹工房当作点爆炸源计算，需坑道中或线状爆炸源计算公式时再联系
四、建议将晾晒场、晾棚等无约束或露天的爆炸源，TNT当量按0.4计算，根据试验结果，在露天条件下，黑火药的TNT当量约为0.4，雷药的TNT当量约为0.69。

参考资料：《爆炸基本原理》《爆炸作用原理》
计算时可参考上述公式进行，如有其它问题可随时联系。

聂学辉
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一、1MPa≈9.81Kgf/cm2。

表5-17 地面爆炸时空气冲击波峰值超压的人身伤害准则
见《安全生产技术》中压力容器爆炸的危害。

二、点爆炸冲击波超压基本计算公式
△P=0.084/R+0.27/R2+0.7/R3 （适用范围：1≤R≤10-15）
式中：△P—水泥地面上爆炸时的冲击波峰值超压；单位MPa R—比例距离（对比距离），是爆炸中心的距离r（m）与爆炸药量W（㎏）的立方根之比，即：R=r/W1/3。

W按TNT当量计算，单位kg。

1、在钢性地面上发生爆炸
△P=0.106/R+0.43/R2+1.4/R3 （适用范围：1≤R≤15）2、在普通地面上发生爆炸
△P=0.102/R+0.399/R2+1.26/R3 （适用范围：1≤R≤10-15）△P=0.095/R+0.39/R2+1.3/R3 （适用范围：0.1≤R≤1）2、爆炸源周围有标准土围
△P=0.41/R+0.69/R2+0.668/R3 （适用范围：1≤R≤10-15）△P=0.095/R+0.39/R2+1.3/R3 （适用范围：0.1≤R≤1）三、一般将烟花爆竹工房当作点爆炸源计算，需坑道中或线状爆炸源计算公式时再联系
四、建议将晾晒场、晾棚等无约束或露天的爆炸源，TNT当量按0.4计算，根据试验结果，在露天条件下，黑火药的TNT当量约为0.4，雷药的TNT当量约为0.69。

参考资料：《爆炸基本原理》《爆炸作用原理》
计算时可参考上述公式进行，如有其它问题可随时联系。

聂学辉。

冲击波破坏机制
冲击波破坏机制主要涉及以下几个方面：
1、压力变化：冲击波的形成主要是由于爆炸中心压力急剧升高，使周围空气猛烈震荡而形成的波动。

这种波动以超音速的速度从爆炸中心向周围冲击，具有很大的破坏力。

冲击波的压力是跃升的，具有不连续的陡峭波阵面，在波阵面上介质状态发生突跃变化。

2、物理效应：冲击波对物体的破坏作用主要体现在其产生的峰值超压上。

当峰值超压达到一定阈值时，可以破坏大型钢架结构，对人体造成损伤，甚至致人死亡。

冲击波的能量主要集中在正压区，其影响比负压区大得多。

3、化学反应：在某些情况下，如炸药爆炸时，冲击波还会伴随化学反应。

炸药一旦起爆，首先在起爆点发生爆炸反应而产生大量高温、高压和高速的气流，在炸药中激发冲击波。

冲击波强烈压缩邻近的炸药薄层引起炸药反应，产生大量气体与大量热。

4、结构破坏：冲击波与建筑物结构相互作用时，会分析冲击波与结构碎块作用机理，发展计算模型和方法来模拟建筑物结构破坏及冲击波传播过程。

此外，冲击波还能直接造成电极的断裂、破碎甚至突然断裂。

5、空化效应：在体外冲击波碎石技术中，除了直接的破坏机制外，还存在诱发的空化破坏机制，这是当前研究的一个具有挑战性的热点。

生产技术辅导：压力容器爆炸的危害及预防P147(二)压力容器爆炸的危害及预防1.冲击波及其破坏作用冲击波超压会造成人员伤亡和建筑物的破坏。

冲击波超压大于0．10 MPa时，在其直接冲击下大部分人员会死亡：0．05～0 .10MPa的超压可严重损伤人的内脏或引起死亡；0. 03—0．05 MPa的超压会损伤人的听觉器官或产生骨折；超压0 .02～0．03 MPa也可使人体受到轻微伤害。

锅炉压力容器因严重超压而爆炸时，其爆炸能量远大于按工作压力估算的爆炸能量，破坏和伤害情况也严重得多。

2.爆破碎片的破坏作用锅炉压力容器破裂爆炸时，高速喷出的气流可将壳体反向推出，有些壳体破裂成块或片向四周飞散。

这些具有较高速度或较大质量的碎片，在飞出过程中具有较大的动能，也可以造成较大的危害。

碎片对人的伤害程度取决于其动能，碎片的动能正比于其质量及速度的平方。

碎片在脱离壳体时常具有80—120 m／s 的初速度，即使飞离爆炸中心较远时也常有20～30 m／s的速度。

在此速度下，质量为1 kg的碎片动能即可达200～450 J，足可致人重伤或死亡。

碎片还可能损坏附近的设备和管道，引起连续爆炸或火灾，造成更大的危害。

3.介质伤害介质伤害主要是有毒介质的毒害和高温水汽的烫伤。

在压力容器所盛装的液化气体中有很多是毒性介质，如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氢氰酸等。

盛装这些介质的容器破裂时，大量液体瞬间气化并向周围大气中扩散，会造成大面积的毒害，不但造成人员中毒，致死致病，也严重破坏生态环境，危及中毒区的动植物。

有毒介质由容器泄放气化后，体积约增大100～250倍。

所形成毒害区的大小及毒害程度，取决于容器内有毒介质的质量，容器破裂前的介质温度、压力及介质毒性。

锅炉爆炸释放的高温汽水混合物，会使爆炸中心附近的人员烫伤。

其他高温介质泄放气化也会灼烫伤害现场人员。

4．二次爆炸及燃烧当容器所盛装的介质为可燃液化气体时，容器破裂爆炸在现场形成大量可燃蒸气，并迅即与空气混合形成可爆性混合气，在扩散中遇明火即形成二次爆炸。

空中爆炸冲击波对生物目标的超压-冲量准则
空中爆炸是一种严重的安全威胁，它会产生超压和冲量，对人类和其他生物造成伤害。

为了保护人类和其他生物，需要对超压和冲量进行评估和控制。

本文探讨了空中爆炸冲击
波对生物目标的超压-冲量准则。

超压和冲量是空中爆炸冲击波产生的两种主要效应。

超压指的是空气压力的瞬时增加，冲量指的是空气速度的快速增加。

这两种效应都可以对生物造成伤害。

为了评估空中爆炸冲击波对生物目标的影响，人们通常使用超压-冲量准则。

这种准
则包括一个超压门限和一个冲量门限。

如果超压或冲量超过了门限值，那么就会对生物造
成不同程度的伤害。

超压门限是指瞬时气压的峰值，通常以兆帕为单位。

根据经验和实验，人们已经确定
了不同超压门限下对生物造成伤害的程度。

例如，当超压达到10兆帕时，可能会对人造成致命伤害，而当超压达到1兆帕时，可能会对建筑物和设备造成损害。

因为超压和冲量的效应不同，所以超压-冲量准则需要考虑两个门限。

如果只考虑超
压门限，可能会忽略到冲量的影响，从而低估了对生物的伤害。

同样，如果只考虑冲量门限，可能会低估超压的影响。

因为超压和冲量的门限值不同，所以评估空中爆炸对生物目标造成的伤害时，需要同
时考虑这两个门限。

例如，当超压达到10兆帕，冲量达到500米/秒时，可能会对人造成
严重的伤害，而当超压和冲量都低于门限值时，可能对人没有明显的影响。

冲击波反射超压沿刚性墙面的分布规律
冲击波反射超压是指产生在冲击波以高速度从一个介质穿过到另一个介质时产生的反射超压。

它经常发生在地震中，也可以由爆炸或应力波冲击产生。

传统的研究表明，当反射超压作用于固体墙面时，反射超压的大小和分布规律与墙面的弹性性质有很大关系。

针对冲击波反射超压沿刚性墙面的分布规律，研究表明，当冲击波作用于刚性墙体时，会产生较大的反射超压和较大的冲击波的传播强度，由于墙壁的反射性和折射性，表面的反射超压过程会有一定的时间和距离差别，反射超压的负峰值会在刚性墙的后面出现，而墙的前面则会有负值的反射超压。

之后，距离墙面越远，反射超压的值就越小，接近零。

此外，另外一些研究还表明，当冲击波在刚性墙面上反射时，会伴随着轻微的震动。

反射波会在墙面上造成一定范围的振动，因此在反射到刚性墙面时，速度就会变慢，从而使反射波受到保护。

另外，研究表明，冲击波反射超压沿刚性墙面受到调节器或隔离器的影响是很有限的。

综上所述，冲击波反射超压在刚性墙上的分布规律是：反射超压产生的负峰值会在刚性墙的后面出现，而随着与墙的距离的增加，反射超压的值就越小，接近零；此外，冲击波在刚性墙面上反射时，还会伴随着轻微的震动。

冲击波超压的概念
冲击波和超压是物理学中非常重要的概念，它们在许多技术和工程领域中都有广泛的应用。

冲击波超压是指在冲击波传播过程中，波前和波后的压力差，它会产生巨大的破坏力。

本文将详细介绍冲击波超压的概念、形成原因、特点以及应用领域，同时分析影响冲击波超压的因素，并通过具体案例说明其应用和效果。

最后，本文将探讨未来在工程建筑、地球科学等领域中针对具有复杂特性系统进行建模与仿真以及寻求新型材料来有效阻挡或吸收冲击波造成损坏的发展趋势和创新方向。