爆炸模型的研究进展
爆炸是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。在此过程中，体系内的物质以极快的速度把其内部所含有的能量释放出来，转变成机械功、光和热等能量形态。所以一旦失控，发生爆炸事故，就会产生巨大的破坏作用，爆炸发生破坏作用的根本原因是构成爆炸的体系内存有高压气体或在爆炸瞬间生成的高温高压气体或蒸汽的骤然膨胀。爆炸体系和它周围的介质之间发生急剧的压力突变是爆炸的最重要特征，这种压力突跃变化也是产生爆炸破坏作用的直接原因。
按照爆炸的性质不同，爆炸可分为物理性爆炸、化学性爆炸和核爆炸，下面列举了几种常见的爆炸模型。
1蒸气云爆炸后果预测模型
蒸气云爆炸后果的预测模型主要有树枝模型、物理模型和关系模型,其中关系模型比较方便应用从而得以广泛使用。关系模型主要有TNT当量模型、多能法、Baker - Strehlow模型等。
1. 1 TNT当量模型
蒸气云爆炸的能量用TNT当量描述,即将参与爆炸的可燃气体释
放的能量折合为能释放相同能量的TNT炸药的量,这样就可以利用有
关TNT 爆炸效应的实验数据预测蒸气云爆炸效应。对于蒸气云,TNT
当量模型的计算通常有以下几个步骤:
(1) 确定蒸气云中可燃气体的质量。比如,可以通过爆炸上、下
限的等浓度线来确定可燃蒸气云的边界。
(2) 将可燃气体的质量与气体单位质量的燃烧热相乘,可得到蒸气云爆炸总的燃烧热。
(3) 总的燃烧热乘以一个当量系数得到实际的燃烧热,然后将这个实际的燃烧热除以TNT的燃烧热,就得到了TNT当量:
式中,W TNT为可燃气体的TNT当量,kg; W f为蒸气云中可燃气体的质量,kg; a 为可燃气云的当量系数(一般取值为0. 01～0. 1 ,统计平均值为0. 04); Q f为可燃气体的燃烧热,MJ/ kg; Q TNT为TNT的爆炸热,一般取值为4.52 MJ / kg。
对于超压引起的伤害半径的计算可根据下式进行:
式中, R 为伤害半径,m; Z 为比例距离,m/kg1/3；W TNT为可燃气体的TNT 当量,kg。对于任意给定的超压, 都有一个比例距离Z 与其相对应。
1. 2 多能法
荷兰应用科学研究院在大量实验研究和数值研究的基础上,提出了多能法。它的基本思想是:只有在存在约束的条件下,蒸气云爆炸才能产生强的爆炸波,而其他地方的蒸气云只是单纯的燃烧,不会对爆炸波的产生作出显著贡献。多能法中将爆源强度分为10个等级,爆源强度的大小与蒸气云所处空间的受限程度有关。
对于蒸气云爆炸,多能法根据无量纲距离和无量纲超压的关系图得出伤害半径。
无量纲距离的计算公式如下:
式中, 为无量纲距离; R 为距离爆炸中心的距离,m; P0为当地大气压力,Pa ,一般可取101 325 Pa; E 为总的爆炸能量,J ,可通过将可
燃蒸气云的体积同化学计量浓度下的烃-空气混合物的典型燃烧热(3. 5MJ/m3) 相乘得出。
无量纲峰值侧向超压的计算如下:
式中, P s 为侧向超压的峰值,Pa。
1. 3 Baker - Strehlow 模型
Baker - Strehlow 模型与多能法有些相似,其基本思想也是由于
部分约束才能产生较强的爆炸波。对于无量纲距离、无量纲峰值侧向超压的计算与多能法相同。该方法与多能法的主要区别在于无量纲峰值侧向超压与无量纲距离变化曲线图有所不同,该方法根据最大火焰传播速度(马赫数M W) 来选取不同的爆炸波强度曲线,见图。
对于燃料活性,甲烷和一氧化碳的反应程度为低,氢气、乙炔、乙烯、环氧乙烷、环氧丙烷的活性为高,其他物质的活性为中。
对于障碍物的密度,低密度指的是在火焰传播方向上障碍物很少,或障碍物的阻塞比率低于10 %且只有1层或2层障碍物。高密度指的是有至少3层障碍物,并且每层障碍物的阻塞比率大于40 %。中密度指的是高密度和低密度之间的障碍物密度。
2 沸腾液体扩展蒸气爆炸
在化工或石油化工过程及相关行业中, 当装有液化气的容器处
于火焰环境下、受到撞击或机械失效时, 就有可能发生沸腾液体扩展蒸气爆炸( BLEVE) , 其导致的灾害损失和后果极为严重。沸腾液体扩展蒸气爆炸( BLEVE) 是指由于装有液化气( LPG) 的容器发生灾难性的失效而导致的沸腾液体和扩展蒸气的爆炸性的泄放, 如果液化
气是易燃易爆的, 通常会有巨大的火球产生。BLEVE 在其发生的机理、条件及所导致的灾害后果形式等方面不同于其它类型的爆炸灾害,
有其发生机理的特殊性和灾害后果的严重性。
2.1 BLEVE 的火球热辐射模型
当大量的过热气化的LPG 瞬间泄放到空中形成球形的蒸气云,
当达到燃烧极限的蒸气云遇到点火源就会产生剧烈湍动燃烧的火球, 火球产生的热辐射是BLEVE 的主要危害之一。火球模型包括火球最大直径、持续时间、抬升高度、火球表面热辐射通量、目标接受热剂量等。根据火球尺寸, 火球模型分为近地面火球模型和抬升火球模型。对于慢速BLEVE 来说, 由于有一定时间的初始喷射, 火球有一个产生、燃烧扩大、抬升和消失的过程, 且火球有一定的抬升高度。近地面火球模型和抬升火球模型主要区别在于目标接受的火球热辐射剂
量模型不同, 而火球最大直径和持续时间一样。根据火球热辐射通量模型不同分为固体火焰模型( 火球表面热辐射通量假设与可燃物质
量无关, 为某一常数, 由实验来测定) 和点源模型( 火球表面热辐
射通量依赖于火球中的LPG 质量、持续时间及火球直径大小) , 点源模型的模拟结果误差较大。
由于在火球的发展期间, 火球的直径和中心高度都在不断增大, 因而为计算火球表面热辐射通量和目标接受的热辐射剂量, 需假设
火球有一个最大直径及持续时间。近地面火球模型是假设火球中心在地面水平,此模型适合于快速BLEVE。发生时, 初始LPG 喷射对火球中
心抬升高度很小, 火球表面热辐射通量E计算模型如下:
Emax为火球表面最大辐射通量( 可取值为200、270、350、469) , kW/ m2。目标r 处接受的热辐射通量q ( r ) :
目标r 处接受的热辐射剂量Q( r ) ( kJ/ m2) 即为目标处接受的热通量q ( r ) 与作用时间t 的乘积;
式中, 1- 0. 058lnr ) 大气传递系数; r ) 目标离火球中心距离, m; V ) 视觉系数, 可由有关模型来计算确定。
抬升火球模型中抬升高度及视觉系数的确定是关键, 由于火球
从产生到达到最大直径之间的时间间隔非常短( 一般为几秒, 甚至更短) , 在建立抬升火球模型时, 假设火球迅速达到最大直径, 忽略火球产生到达到最大直径之间的时间间隔。抬升火球的最大直径及持续时间模型同近地面火球模型, 其中目标处视觉系数
式中, H ) 火球中心离地面的抬升高度( 由KDmax 确定) ; K) 抬升系数( 统计平均值为0. 75) 。
目标r 处接受的热辐射通量q( r ) :
目标r 处接受的热辐射剂量模型Q( r ) :
有了火球尺寸、表面热辐射通量、目标接受的热辐射通量及剂量模型, 根据热辐射对人和物体相应的热伤害准则, 就能模拟计算出人及物体受到不同等级伤害的距离如人员一度烧伤、二度烧伤、三度烧伤距离, 容器破裂距离, 引燃木材距离等。由于BLEVE 产生的火球有效生存时间很短, 因而采用瞬态池火灾下的热剂量准则来模拟计算火球热辐射导致各个伤害距离。部分热辐射伤害准则见表：
2.2 BLEVE 的爆炸超压模型
为了建立爆炸超压的模拟计算模型, 就得先确定参加爆炸的LPG 的初始质量。根据最大危险性原则, 把容器内全部数量的LPG 作为初始爆炸物的量, 并将LPG 实际质量转化为TNT 的当量, 见下式
式中, W-LPG 的实际质量, kg; W TNT-LPG 的TNT的当量质量, kg;
-爆炸效率系数( 0. 04~ 0. 65 之间) , 由蒸汽云被点燃时所处的条件决定。
在建立冲击波超压模型前, 先确定爆炸特征距离:
于是, BLEVE 爆炸冲击波超压模型：
式中, Pa-环境大气压力, kPa; 爆炸冲击波超压, kPa。Ta-环境大气温度, K。
3 凝聚相爆炸
在安全分析以及安全评价中，通常把冲击波超压所破坏的范围进行人员伤害分区和财产损失分区，即有：死亡区，重伤区，财产损失区，轻伤区和安全。
在死亡区中，人员如缺少防护，则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为0，外径记为‰表示外圆周外人员因冲击波作用导致肺出血死亡的概率为50％，它与爆炸当量问的关系由下式确定：
式中，为第I种爆炸物的爆热，J/kg；为第I种爆炸物的质量,kg；K为单元内爆炸物的种类。若为地面爆炸，则以式(1)计算出爆炸能量的1.8倍作为总的爆炸能量。因此，对于此仓库总的爆破能量为
综上可以得出
式中，为爆源的TNT当量，kg；E为爆源的总能量，J；
为TNT爆热，可取为4．52 MJ，kg；为爆源的质量，kg。
如果认为该圆周内没有死亡的人数正好等于圆周外死亡的人数，则可以说死亡区的人员将全部死亡，而死亡区外的人员将无一死亡。这一假设能够极大地简化危险源评估的计算，而不会带来显著的误差。因为在破坏效应随距离急剧衰减的情况下，该假设是近似成立的。
在重伤区，人员如缺少防护，则绝大多数将遭受严重伤害，极少数人可能死亡或受轻伤。其内径就是死亡半径R0.5,外径记为R d0.5，代
表该处人员因冲击波作用耳膜破裂的概率为O．5，它要求的冲击波峰值超压为44 kPa，这里应用了超压准则。冲击波超压，可按下式计算：
式中，为波阵面上的超压；Po为环境大气压力；E为爆炸产生总
能量；对于重伤区半径计算，可取=4 kPa；对于轻伤区半径计算，可取=17 kPa。
波阵面上的其他参数(如波阵面的传播速度，粒子速度，密度，温度，音速c等)，均可以由理想气体的激波关系，通过超压
求出。
4 压缩气体容器物理爆炸
4.1 TNT 当量模型
爆炸源分为理想爆源和非理想爆源. 理想爆源是指点爆炸源, 能量密度大, 爆源区压力高, 爆源体积可忽略不计, 视为点源。由于压力容器具有一定的体积, 其物理爆炸不是点源爆炸, 直接将气体的物理爆炸能类比到TNT 爆炸能量不合适. 为此, Prugh 提出“虚拟距离”TNT 当量模型。虚拟距离定义为容器表面最大超压与TNT 爆炸超压相等时的超压距离与容器半径的差值. 在计算实际位置的冲击波超压时, 通过虚拟距离修正, 利用TNT爆炸曲线预测超压, 计算方程
“虚拟距离”TNT当量模型计算步骤:
( 1) 计算压缩气体的爆破能和TNT当量质量W E ;
( 2) 计算容器表面冲击波压力p ;
( 3) 利用TNT超压曲线,求出比拟距离Zs ;
( 4) 计算虚拟距离Rx ;
( 5) 计算目标与容器中心距离对应的比拟距离ZR 的冲击波超压.
4. 2 AICHE 模型
AICHE 计算模型的计算步骤:
( 1) 收集数据, 包括容器内的绝对压力p 1、环境压力p 0、压缩气体体积V、气体绝热指数K 、目标与容器中心距离R、容器形状( 圆柱形或球形) 及容器的当量半径r1 .
( 2) 使用Brode方程计算爆破能, 并乘2, 用于考虑表面爆炸的响.
( 3) 计算比拟距离Rs :
( 4) 如果Rs>=2, 根据图1( a) 求出比拟压力p s, 利用容器形状修正因数B( 表2) 与p s 相乘, 对比拟压力进行修正,
( 5) 计算目标与容器中心距离R 处的冲击波超压p .
( 6) 如果Rs < 2, , 则计算初始比例距离R0 ,利用式( 1) 和( 2) 计算R0处的p,p s ; o查图定义初始点, 选择最靠近初始点的曲线;利用选择的曲线, 计算Rs 对应的比拟压力ps, 并利用容器形状修正因数B与p s 相乘,对比拟压力进行修正, 然后计算R处的冲击波超压p。
蒸汽爆炸现象国际研究综述 宫厚军1,2，熊万玉2，闫晓2，黄彦平2 （1.清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室，北京，100084 2.中核集团核反应堆热工水力技术重点实验室，成都，610041） 摘要：蒸汽爆炸是严重事故条件下安全分析的关注点，蒸汽爆炸的巨大威力可能威胁反应堆压力容器、安全壳的完整性以及安全壳内部与安全相关设备的可用性。在过去的20多年内，研究人员专注于蒸汽爆炸程序的开发与验证，以及在全尺寸真实事故条件下的应用。程序开发和验证所需的数据由大多由JRC-Ispra 的FARO和KROTOS实验、KAERI的TROI实验、德国FZK的PREMIX实验以及JAERI的MJB系列实验提供。本文是已经完成的蒸汽爆炸研究工作的综述，包括研究内容、研究结论以及遗留问题。 关键词：蒸汽爆炸，反应堆，严重事故 1 引言 轻水反应堆在严重事故条件下，含有燃料的堆内熔融物可能会与冷却剂直接接触发生燃料-冷却剂反应（fuel-coolant interaction, FCI）。当大量熔融物与冷却水接触后，熔融物在极端时间内将自身储存的部分热量传递给冷却水，冷却水在熔融物表面剧烈沸腾，当热量传递的时间尺度远小于系统的压力释放时间尺度时，压力在局部骤增，热能转换为机械能，巨大的动能冲击周围构件。 根据熔融物的迁移过程，熔融物落入压力容器下封头引起的蒸汽爆炸称为堆内蒸汽爆炸，熔融物落入堆腔引起的蒸汽爆炸称为堆外蒸汽爆炸。堆内蒸汽爆炸产生的巨大能量可能会破坏压力容器的完整性，早期的研究认为爆炸的冲击严重威胁上封头紧固螺栓，更为严重的情况是上封头如一枚高速运动的弹头击穿安全壳，第三道安全屏障遭到破坏，放射性物质向环境释放，这种情形下的安全壳失效称为α-mode失效。德国FZK最早进行了BERDA实验[1-2]以研究α-mode失效的假设是否成立，如图1所示，实验装置与反应堆原型比例为1:10，部分构件材料与原型完全相同，部分构件材料为替代金属以模拟高温条件下的原型构件材料属性。 BERDA实验证实：之前上封头及紧固螺栓可接受冲击能量的估计过于保守，从而堆内蒸汽爆炸引起的上封头脱离而导致安全壳失效的假设是不成立的。因此在1995年NRC召开的第二次SERG （Steam Explosion Review Group）会议上关闭了安全壳α-mode失效的研究，研究重点转为堆内蒸汽爆炸对压力容器下封头早期失效和堆外蒸汽爆炸危害的研究。 图1 BERDA实验示意图 国际上关于蒸汽爆炸的研究主要分为两个部分，首先开展机理性实验，研究蒸汽爆炸机理和热能转化为冲击动能的比例（也称能量转化系数），然后应用实验获取的机理认识和数据进行程序开发，并最终将程序应用到全尺寸反应堆的安全分析。 2 实验研究 为了获得蒸汽爆炸的机理性认识，国际上开展了FARO、KROTOS、TROI、PREMIX、ALPHA 等著名实验项目。 2.1 FARO/KROTOS项目 FARO/KROTOS项目是由JRC-Ispra发起的国际合作项目[3]，图2为FARO与KROTOS试验装置。FARO实验目的是模拟反应堆发生严重事故时，真实条件下大质量熔融物与水的接触反应，实验材料与堆芯熔融物基本相同，UO2、ZrO2、Zr、SS按一定比例配比，虽然质量比实际堆芯熔融物质量小两个数量级，但是比其他类似实验仍高出一个量级。FARO的水池深度达到2m，系统压力最高10MPa，实验获取数据包括注射熔融物在水中的破裂分布形式、能量释放曲线、碎片形状、水池底部热负荷以及金属锆氧化等重要信息，能够反应出熔
浅谈宇宙大爆炸理论 机械12-1 121014122 孙静 我们从哪里来？宇宙是什么样的？这自有人类以来的永恒疑问。从西方的海龟驮大陆，到中国的天圆地方，诞生了远古的神话和宗教。十七世纪，开普勒、胡克等人继续为太阳系勾勒大概的轮廓。最终伟大的牛顿建立了完美的经典力学大厦。那时人们确信宇宙间所有的规律都已发现殆尽，所有星系的运动都可纳入牛顿力学的体系中。这一时期人们相信宇宙是无限广大和永恒的存在，也许这使人有某种安全感。但是用牛顿力学解释宇宙有个致命的疑问，如果万有引力是正确的，为什么星系不会因为万有引力聚拢到一起？无论宇宙有没有一个中心，只要时间足够长，星系总会慢慢靠拢，最后碰撞、毁灭。这给现代天文学提出了挑战，但是即使是当时最具有革命精神的人，也无法想象今后的颠覆性的发现。 大爆炸理论（Big Bang）是天体物理学关于宇宙起源的理论。根据大爆炸理论，宇宙是在大约140亿年前由一个密度极大且温度极高的状态演变而来的。本理论产生于观测到的哈勃定律下星系远离的速度，同时根据广义相对论的弗里德曼模型，宇宙空间可能膨胀。延伸到过去，这些观测结果显示宇宙是从一个起始状态膨胀而来。在这个起始状态中，宇宙的物质和能量的温度和密度极高。至于在此之前发生了什么，广义相对论认为有一个引力奇点，但物理学家对此意见并不统一。 “大爆炸宇宙论”认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。[1] 1927年，比利时天主教神父勒梅特（Georges Lema?tre）首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。 现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约200亿年前发生的一次大爆炸形成。 大爆炸一词在狭义上是指宇宙形成最初一段时间所经历的剧烈变化，这段时间通过计算大概在距今137亿（1.37 ×10^10）年前；但在广义上指当今流行的揭示宇宙起源和膨胀的理论。这一理论的直接推论是我们今天所处的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根据这一理论，乔治·伽莫夫在1948年预测了宇宙微波背景辐射的存在。1960年代，这一辐射被探测到，有力地支持了大爆炸理论，从而否定了另一个比较流行的稳恒态宇宙理论。 大爆炸理论是通过实验观测和理论推导发展的。 1910年代，维斯特·斯里弗尔（Vesto Slipher）和卡尔·韦海姆·怀兹（Carl Wilhelm Wirtz）证实了大多数旋涡星系正在退离地球，不过他们并没有因此联想到这对宇宙学意味着什么，也不认为发现的星云其实是银河系外的其他星系。同时在理论上，爱因斯坦的广义相对论成功建立并推出没有稳定态宇宙。通过度量张量描述的宇宙不是膨胀就是收缩，爱因斯坦认为他自己解错了，并加入了一个宇宙学常数来进行改正。第一个不
19．3．1简述 爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体的膨胀来实现。 从物质运动的表现形式来看，爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。物质运动急剧增速，由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间内释放出大量的能。 1)爆炸的特征 一般说来，爆炸现象具有以下特征： (1)爆炸过程进行得很快； (2)爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波； (3)发出或大或小的响声； (4)周围介质发生震动或邻近物质遭受破坏。 一般将爆炸过程分为两个阶段：第一阶段是物质的能量以一定的形式(定容、绝热)转变为强压缩能；第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起作用介质变形、移动和破坏。 2)爆炸类型 按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸就是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。其特点是在爆炸现象发生过程中，造成爆炸发生的介质的化学性质不发生变化，发生变化的仅是介质的状态参数。例如锅炉、压力容器和各种气体或液化气体钢瓶的超压爆炸以及高温液体金属 遇水爆炸等。化学爆炸就是物质由一种化学结构迅速转变为另一种化学结构，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。如可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合形成爆炸性混合物的爆炸。化学爆炸的特点是：爆炸发生过程中介质的化学性质发生了变化，形成爆炸的能源来自物质迅速发生化学变化时所释放的能量。化学爆炸有3个要素，即反应的放热性、反应的快速性和生成气体产物。雷电是一种自然现象，也是一种爆炸。 从工厂爆炸事故来看，有以下几种化学爆炸类型：
(1)蒸气云团的可燃混合气体遇火源突然燃烧，是在无限空间中的气体爆炸； (2)受限空间内可燃混合气体的爆炸； (3)化学反应失控或工艺异常所造成压力容器爆炸； (4)不稳定的固体或液体爆炸。 总之，发生化学爆炸时会释放出大量的化学能，爆炸影响范围较大；而物理爆炸仅释放出机械能，其影响范围较小。 爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体的膨胀来实现。 从物质运动的表现形式来看，爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。物质运动急剧增速，由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间内释放出大量的能。 1)爆炸的特征 一般说来，爆炸现象具有以下特征： (1)爆炸过程进行得很快； (2)爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波； (3)发出或大或小的响声； (4)周围介质发生震动或邻近物质遭受破坏。 一般将爆炸过程分为两个阶段：第一阶段是物质的能量以一定的形式(定容、绝热)转变为强压缩能；第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起作用介质变形、移动和破坏。 2)爆炸类型 按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸就是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。其特点是在爆炸现象发生过程中，造成爆炸发生的介质的化学性质不发生变化，发生变化的仅是介质的状态参数。例如锅炉、压力容器和各种气体或液化气体钢瓶的超压爆炸以及高温液体金属
爆炸评价模型及伤害半径计算 爆炸评价模型及伤害半径计算 1、蒸气云爆炸（VCE）模型分析计算 （1）蒸气云爆炸（VCE ）模型 当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。用TNT当量法来预测其爆炸严重度。其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT当量来表示蒸气云爆炸的威力。其公式如下： B AW W NT = ------- -------- QTNT 式中WN——蒸气云的TNT当量，kg; B——地面爆炸系数，取B =1.8 ； A ――蒸气云的TNT当量系数，取值范围为0.02%?14.9%; W f -------- 蒸气云中燃料的总质量：kg; Q f ――燃料的燃烧热，kJ/kg ; Q TNT――TNT的爆热，QTNT=412?4690kJ/kg。
（2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE分析计算 由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。 若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE,设其贮量为70%寸，则为2.81吨，则其TNT当量计算为： 取地面爆炸系数：B =1.8 ; 蒸气云爆炸TNT当量系数，A=4% 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=2.81 X 1000=2810 （kg）; 水煤气的爆热，以CO30%"43%+ （氢为1427700kJ/kg, 一氧化碳为10193
kJ/kg ）：取Q=616970kJ/kg ；TNT的爆热，取Q NT=4500kJ/kg。将以上数据代入公式，得 1.8X 0.04X 2810X 616970 V T N T = 4詔739(呦 死亡半径R=13.6(W TN/1000) 0.37 = 13.6 X 27.74 0.37 =13.6 X 3.42=46.5(m) 重伤半径R,由下列方程式求解: △P s/P。 式中： △p s――引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa P 0 --------- 环境压力（101300Pa； E ——爆炸总能量（J） , E=W N T X Q NT。将以上数据代入方程式，解得： △F2=0.4344 Z 2=1.07 21.07 X( 27739X 4500 X 1000/101300) =1.07 X 107=115(m) 轻伤半径R，由下列方程式求解： 广△ P3=0.137Z3-3+0.119 Z「+0.269 Z 3-1 -0.019 △ R=0.137Z2-3+0.119 Z 2 = F2/(E/P 0) 1/3 2 -2+0.269 Z 2 -1-0.019 Z 3=F3/(E/P 0) 1/3
学院：数学学院学号：20120510293 姓名：陈椿文 简述大爆炸宇宙学所描述的宇宙演化过程大爆炸理论（Big Bang）又称大爆炸宇宙学，是当代关于宇宙起源的理论。也是现代宇宙学中最有影响的一种学说。与其他宇宙模型理论相比，大爆炸宇宙学更能说明一些观测事实。其主要观点是，认为我们的宇宙曾经有过一段从热到冷的演化过程。宇宙并非静止的，而是在不断地膨胀，物质密度从密到稀，就如同一次巨大的爆炸一样。 1927年，比利时天文学家乔治〃勒梅特首次提出了“大爆炸”的概念，认为宇宙开始于一个极小的原始“超原子”（现称为“原始火球”）的灾变性爆炸。1948年，美籍俄裔天体物理学家乔治〃伽莫夫将广义相对论引入到宇宙理论中，提出了宇宙起源的大爆炸模型，其理论出发点是埃德温〃哈勃发现的星系退行速度与距离的关系。既然各星系目前正在彼此退离，那么它们过去必然是彼此互相靠近的。照此追溯下去，大约150亿年（近年来修正为137亿年）前的某一时刻，一个密度极大、温度为10（32次方）K、尺度为10（负36次方）的“原始火球”爆炸，这个无限小点称为“奇点”。从这里诞生了时间和空间、质量和能量，于是宇宙从“无”中诞生。而爆发之“前”，时间和空间毫无意义，因为时间和空间是从奇点开始的。在10（负34次方）秒的极短时间内，宇宙膨胀了10（100次方）倍。极大热能的一部分转化为物质和反物质，包括夸克、反夸克、电子、反电子等基本粒子。物质和反物质碰撞而湮灭并放出光。由于物质远远多于反物质，在10（负5次方）秒后，剩余的物质随着膨胀减速和温度下降，夸克凝聚成中子和质子，进而形成氢核与氦核。此后的30万年间，温度继续下降至5000～4000K，原子核捕捉到曾经无序飞散的电子，构成原子。宇宙变得不透明，进入黑暗时代，这样持续了大约9亿年。此时的宇宙大体上是均匀的，但也存在大约10万分之一的不均匀度。这导致物质凝聚，形成恒星，聚集成星系，星系集结成星系团，更进而聚合成超星系团以及介于其间的超级空洞。现在我们能够通过各种手段观测到的距离100多亿光年宇宙深处的天体，就是宇宙大爆炸后形成的原始天体。 大爆炸学说能较好地解释一些观测事实，也显示了一定的生命力，并且成为目前关于宇宙形成、演化的主流学说。因而取代了另一个比较流行的稳恒态宇宙理论。
标准宇宙模型的发展和展望 摘要： 《观测宇宙学》第三章宇宙模型和宇宙的演化，主要介绍了从广义相对论建立以来，人们对宇宙的认识的变化过程。通过对本章的学习，我了解到了几种不同的宇宙模型，以及他们各自的优缺点，了解了在各个模型条件下宇宙的诞生和演变过程。其中有代表性的有伽莫夫大爆炸宇宙模型、霍伊尔的稳恒态宇宙模型、狄拉克大数宇宙模型等。在此，我仅根据自己的理解以及文献的参考，谈一谈自己对标准宇宙模型的理解以及该模型的可观测证据和它所面临的困难。 关键词：标准宇宙模型；证据；困难； 一，标准宇宙模型 所谓标准宇宙模型是指以弗里德曼宇宙模型为基础，伽莫夫将其运用于早期宇宙的演化而形成的一种宇宙模型。他是一种结合核物理、粒子物理、相对论、量子力学知识对宇宙起源和演化的一种解释。是目前主流的宇宙模型。 1.爱因斯坦宇宙 1916年，爱因斯坦发表了广义相对论，提出了引力只不过是由于物体的质量而使时空变弯曲的后果。在此基础上建立的爱因斯坦宇宙模型，为现代宇宙学奠定了基础。 广义相对论在以下两个极端的领域里应当是重要的。一个是在超高密度物质附近，例如在中子星或黑洞等致密天体附近，时空的弯曲将很显著；另一个是在宇宙尺度上，尽管宇宙的平均密度很低，时空弯曲很小，但因宇宙涉及的尺度极大，时空弯曲在大范围的积累效应不可忽略。 爱因斯坦宇宙是一个静态的宇宙，该模型的一个严重缺点是它的不稳定性。按此模型，宇宙一旦经受了一个即使是非常微小的收缩，则由于引力的增加，必将一直收缩下去；反之，一旦有一个微小的膨胀，则必将一直膨胀下去。既然爱因斯坦的静态宇宙是不稳定的，也就没有必要再假设宇宙是静止的了。 2.弗里德曼宇宙 1922年，弗利德曼提出了宇宙在膨胀的假设。1927年，勒梅特利(G. Lemaitre)进一步指出，当时已发现的星系谱线红移现象，可能就是宇宙膨胀的表现。这些预言，被1929年发现的哈勃定律所证实。这就是著名的弗利德曼宇宙模型，它是现代宇宙学的基础。 弗里德曼宇宙采用RW 度规，形式如下： ]d sin d 1d [)(d 22222222 2?θθr r r k r t R s ++-= （1.1） 其中k 称为曲率指数，可以取 1, 0和 -1三个值。当 k =1时，r 的取值范围限制在小于1，否则分母会取 零或负值，d s 可能是虚数。当k =1时，宇宙的尺度 范围σ=R r 是有限的，或者说是封闭的，这时R 相 当于宇宙的半径。当k =-1时，宇宙的尺度范围 σ=R r 可以取任意值，是无限的，或者说是开放的， 这时R 只是宇宙中某个典型的尺度。 对于膨胀的宇宙，0d /d >=t R R , R ( t ) 随着时间t 的增长而增大。然而，引力的存在使膨
爆炸评价模型及伤害半径计算 1、蒸气云爆炸（VCE ）模型分析计算 （1）蒸气云爆炸（VCE ）模型 当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。用TNT 当量法来预测其爆炸严重度。其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。其公式如下： W TNT = 式中W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ； β——地面爆炸系数，取β=1.8； A ——蒸气云的TNT 当量系数，取值范围为0.02%～14.9%； W f ——蒸气云中燃料的总质量：kg ； Q f ——燃料的燃烧热，kJ/kg ； Q TNT ——TNT 的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg 。 （2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE ）分析计算 由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。 若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE ），设其贮量为70%时，则为2.81吨，则其TNT 当量计算为： 取地面爆炸系数：β=1.8； 蒸气云爆炸TNT 当量系数，A=4%； 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=2.81×1000=2810（kg ）； 水煤气的爆热，以CO 30%、H 2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193
kJ/kg）：取Q f =616970kJ/kg； TNT的爆热，取Q TNT =4500kJ/kg。 将以上数据代入公式，得 W TNT 死亡半径R1=13.6(W TNT/1000) =13.6×27.740.37 =13.6×3.42=46.5(m) 重伤半径R 2 ，由下列方程式求解： △P2=0.137Z2-3+0.119 Z2-2+0.269 Z2-1-0.019 Z2=R2/(E/P0)1/3 △P2=△P S/P0 式中： △P S ——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa； P ——环境压力（101300Pa）； E——爆炸总能量（J），E=W TNT ×Q TNT 。 将以上数据代入方程式，解得： △P2=0.4344 Z2=1.07 R2=1.07×（27739×4500×1000/101300）1/3 =1.07×107=115(m) 轻伤半径R 3 ，由下列方程式求解： △P3=0.137Z3-3+0.119 Z3-2+0.269 Z3-1-0.019 Z3=R3/(E/P0)1/3
第三章宇宙的起源与宇宙大爆炸 教学目的：了解古今描述宇宙的模型，掌握银河系和宇宙膨胀的发现，理解大爆炸的证据 教学重点：宇宙的起源，宇宙的演化，宇宙大爆炸 教学难点：宇宙的起源 课时分配：一、人类对宇宙的认识0.5课时 二、宇宙的起源0.5课时 三、宇宙的演化0.5课时 四、宇宙大爆炸0.5课时 课后讨论：1．叙述“哈勃定律”的内容和公式，谈谈它的作用和意义。 2．简述发现宇宙膨胀的原理及途径。 3．试论述从现代宇宙理论的创立到宇宙大爆炸模型的建立过程及重要人物。 一、人类对宇宙的认识 1．宇宙的概念 早在2300多年前，我国战国时代的思想家庄子（大约公元前369—前286年）就浪漫激情地幻想“旁（傍）日月，挟宇宙”。其实中文的“宇”、“宙”二字原指“屋檐”和“栋梁”，都是指人居住的地方，后来才延伸为“天地四方（空间）、古往今来（时间）的总称。它超越了东西南北的方位，无边无际；超越了一朝一夕的时间，无穷无尽。与“宇宙”混用的“世界”二字则出于佛教的说法，也是时间（世代）和空间（边界）的合称。 在西方，以英语为例也有两个词表达“宇宙”，即cosmos和university。cosmos原意指秩序，引申为“有秩序的宇宙体系”；university则表示包罗万象、无所不容的宇宙全体。 2．人类对宇宙的认识 (1).局限于太阳系的宇宙说──地心说 古代的人们首先注意到的宇宙现象，如昼夜交替、月亮圆缺、日食月食、天体位置随季节的变化以及行星在星空背景上的移动等等，实际上只是太阳、地球、月亮、行星等太阳系天体运动的反映。因此，以这些现象为基础建立起来的宇宙理论，无论是中国古代“天圆如张盖，地方如棋局”的盖天说，“天体圆如弹丸，地如鸡子中黄”的浑天说，还是古希腊以地球为中心，依次排列月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星、恒星等“九重天“的地心说，都没超出太阳系的范围。恒星在这些宇宙理论中的地位，只不过是个一成不变的布景或陪衬。 (2).局限于太阳系的宇宙说──日心说 16世纪哥白尼提出的日心说虽然仍末超出太阳系的局限，但却把地球从居于宇宙中心的特殊地位降为一颗绕太阳旋转的普通行星，正确地反映了太阳系的实际情况。这不仅直接为以后开普勒总结出行星运动定律，伽利略、牛顿建立经典力学体系铺平了道路，而且从根本上动摇了人类中心论等宗教教义不可冒犯的神话。它作为自然科学第一次从神学桎梏下解放出来的“独立宣言”，在人类思想史以至社会发展史上作出了不可磨灭的贡献。 (3).从太阳系到广阔的恒星世界 18，19世纪是太阳系天文学发展的鼎盛时期。借望远镜的帮助，人们不仅发现了天王星、大量的小行星、行星卫星等太阳系成员，还根据天王星实际观测位置与理论计算位置的偏差，用天体力学理论准确地预言了海王星的存在和位置，并最终发现了海王星、冥王星，从而有力地证明了当时的宇宙理论同太阳系的客观实际是相符的。与此同时，人类的视野也逐渐由太阳系扩展到更为广阔的恒星世界。 17l8年，哈雷将自己的观测同1000多年前托勒玫时代的观测结果相比较，发现有几颗恒星的位置已有明显变化，首次指出所谓恒星不动的观念是错误的。 1837年，斯特鲁维测定了织女星的周年视差（由于地球绕日公转而产生的天体方向变化）为0.125角秒，这意味着它与太阳的距离为日地距离（1．5亿公里）的165万倍，远远超出了太阳系的边界（日地距离的40倍）。 1912年，勒维特发现造父变星（其亮度由于星体的膨胀收缩运动而发生周期性变化的一类变星）的光变周期同光度之间存在确定的关系，使测定包含这类变星的遥远恒星集团的距离成为可能。 6年后，沙普利分析当时已知的100多个球状星团的距离和视分市资料，得出银河系是一个直径达10万光年的庞大的透镜形天体系统，太阳并不处于其中心的正确结论。
附件9 事故后果模拟分析 该项目在生产运行过程中，危险性较大的事故是天然气泄漏爆炸。因此本次分析运用事故后果模拟分析，对天然气管道发生泄漏后造成火灾爆炸可能造成的危害程度进行模拟分析。 天然气一旦泄漏，与空气形成爆炸混合气，遇到延迟点火源，则可能发生蒸气云爆炸。其爆炸冲击波伤害、破坏半径模拟分析如下： 根据荷兰应用科研究[TN0（1979）]建议，可按下式预测蒸气云爆炸的冲击波的损害半径： R= Cs (NE)1/3 式中：R——损害半径，m； E——爆炸能量kJ，可按下式取E=V?Hc； V——参与反应可然气体体积，m3； Hc——可燃气体的高燃烧值，kJ/m3； N——效率因子，其值与燃烧浓度持续展开造成损耗的比例和燃料燃烧所得机械能的数量有关，一般取N=10％； Cs——经验常数，取决于损害等级，其取值见表1。 表1 损害等级表 假设天然气管道泄漏量为1m3，查表得天然气的高燃烧热值36220kJ/m3，则所泄漏天然气爆炸能量：
E=36220×1.0=36220kJ 1）当C S为0.03时 R1=0.03×(0.1×36220×103)1/3=4.6m 2）当C S为0.06时 R2=0.06×(0.1×36220×103)1/3=9.21m 3）当C S为0.15时 R3=0.15×(0.1×36220×103)1/3=23.04m 4）当C S为0.4时 R1=0.4×(0.1×36220×103)1/3=61.43m 从以上计算可知，当管道内天然气泄漏后，形成爆炸性的蒸气云，若发生爆炸时： 在爆炸半径4.6m处，有1％的人死亡于肺部伤害，50％以上的人耳膜破裂，50％以上的人被碎片击伤，可重创建筑物的加工设备； 在爆炸半径9.21m处，1％的人耳膜破坏；1％被碎片击伤，建筑物外表遭受可修复性破坏； 在爆炸半径23.04处，人被碎玻璃击伤，建筑物玻璃破碎； 在爆炸半径61.43m处，10％的玻璃破碎，无人员伤害。 以上计算式可知爆炸能量与泄漏的天然气量成正比，爆炸冲击波伤害、破坏半径又与爆炸能量的立方成正比关系。所以泄漏量越小，发生的蒸气云爆炸的冲击波伤害破坏的半径越小。泄漏量越大，发生的蒸气云爆炸的冲击波伤害破坏半径就越大。
“爆炸力学的进展与前沿”——香山科学会议综述 爆炸力学是研究爆炸的发生和发展规律以及爆炸的力学效应的利用和防护的学科。中国在爆炸力学的建立和发展过程中，发挥了奠基性的作用，同时为我国国防建设和国民经济发展做出了卓越的贡献。 在重大需求和科学探索好奇心的双重驱动下，爆炸力学的内涵不断丰富，从传统的以化学爆炸、核爆炸和穿破甲为主要研究对象，逐步拓展到对电爆炸、粒子束爆炸（也称辐射爆炸）、高速碰撞等能量突然释放或急剧转化的过程进行研究。自然界的雷电、地震、火山爆发、陨石碰撞、星体爆发等现象也可以采用爆炸力学方法来解释。与此同时，爆炸力学的应用领域除了经典的武器效应与防护工程外，在先进材料加工技术、灾害预测与控制、基础设施建设，乃至宇宙探索等方面都扮演着重要的角色。 为深化和发展爆炸力学的理论和研究方法，拓展爆炸力学的应用领域，促进我国爆炸力学的发展战略和行动指南的制定，保持我国爆炸力学学科在国际上的竞争能力，第460次香山科学会议以“爆炸力学的进展与前沿”为主题，于2013年5月10—11日在北京香山饭店召开。郑哲敏研究员、白以龙研究员、孙承纬研究员、周丰峻研究员、杨秀敏高级工程师为此次会议的执行主席。来自国家自然科学基金委员会、中科院力学所、中科院物理所、中科院国家天文台、中国工程物理研究院一所、四所、九所、总参工程兵三所、四所、西北核技术研究所、兵器204所、北京理工大学、清华大学、中国科技大学、大连理工大学、解放军理工大学、宁波大学等单位多学科、跨领域的专家学者共40余人，出席了此次会议。 会议邀请白以龙研究员作了题为“使我困惑的几个与爆炸力学相关的科学问题”的主题评述报告，探讨了爆炸力学领域的几个重要的基本问题，即：材料在高应变率下出现的“热硬化”是表观现象，反映了材料应变率效应的声机制、热机制在高应变率下的转换；失效波(failure wave)与现有应力波的特征不合，可能不是应力波，而只是失效区扩展的前阵面；爆轰中常见的C-J条件，可以推广到介质损伤、破坏等物理过程的描述等；地震是一类“力学爆炸”，虽然包含连续分叉和损伤局部化等复杂因素和过程，但可能有确定的力学前兆。 主题评述报告开阔了与会人员的思路，引起了对爆炸力学基本理论完备性、研究方法发展方向的思考与争鸣。会议围绕“爆炸力学方法及学科交叉”、“爆炸力学的理论、实验与数值模拟技术进展”、“爆炸力学的应用与发展”、“材料/结构的动态力学行为研究进展”等中心议题，邀请了24个学术报告。会议系统展示了我国爆炸力学领域的主要进展，显示出爆炸力学学科强劲的生命力，提出了爆炸力学存在的理论和方法上的重大难题及生长点，倡导了爆炸力学与其它学科的交叉与融合。同时，会议还研讨了制约我国爆炸力学发展的体制和机制问题，以及应对的策略。
论宇宙大爆炸 北大资源中学初一（4）孙巍摘要:宇宙大爆炸是一种学说，是根据天文观测后得到的一种设想，大约在150亿年前，宇宙所有的物质都高度密集在一点，有着极高的温度，因而发生了大爆炸。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。大爆炸之后，所有的物质开始向外大膨胀，就形成了我们今天看到的宇宙。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质，形成了当今的宇宙形态，人类就是在这一宇宙演变中诞生的。 宇宙大爆炸模型是对宇宙产生和发展过程的一种科学假设，它描述了宇宙的发展过程，是一种理论预言。它由1984年乔治·伽莫夫和他的两位研究生一起提出，是现今被被普遍接受的宇宙模型，被称为标准宇宙模型。宇宙大爆炸模型指出：宇宙产生于空间奇点，时间由此开始，空间也由此不断膨胀。 1.宇宙大爆炸模型的含义 伽莫夫等在美国《物理评论》杂志上发表了关于宇宙大爆炸学模型的文章：提出宇宙是由甚早期温度极高且密度极大，体积极小的物质迅速膨胀形成的，这是一个由热到冷、由密到稀和不断膨胀的过程，犹如一次规模及其巨大的超级大爆炸。 宇宙大爆炸模型是现代宇宙学中最有影响力的学说，比其他宇宙模型更能说明较多观测到的事实，在这个时期，宇宙不断地膨胀，温度由热到冷，密度由密到稀，当温度为10亿左右，中字开始失去自
由存在的条件，要么发生衰变，要么与质子结合，化学元素就是从这一时期开始的。 2.宇宙大爆炸模型的特征 2.1.科学性 假说来源于科学事实，即宇宙天体红移现象和宇宙3k微波辐射背景的发现与科学理论即多普勒效应和热力学定律等，因而具有科学性。 2.2.假定性 假说推测宇宙是由甚早期温度极高且密度极大，体积极小的物质迅速膨胀形成的，这是一个由热到冷、由密到稀和不断膨胀的过程，犹如一次规模及其巨大的超级大爆炸，其推测具有假定性。 2.3.易变性 在宇宙大爆炸假说的框架上，1992年，萨莫林在前人的基础上提出了宇宙自然选择学说，即母宇宙是空间闭合的，犹如一个黑洞，该黑洞在生存了一段时间后坍缩为一个奇点，奇点又会反弹爆炸膨胀为新的下一代宇宙，这体现了假说的易变性。 3.宇宙大爆炸理论的证据 3.1.宇宙的年龄 如果星系目前正在彼此远离，那它们过去必定靠的更近，也就是说，较早时代的宇宙，物质密度会更高，继续这一推理就意味着过去必定存在一个时刻，那时宇宙中的物质处于极其高密的状态。按照哈勃定律将星系的距离除以各自的速度，就可估计出那一时刻距今
爆炸冲击波性脑损伤的研究进展 李创忠*综述王运杰审校 (中国医科大学附属一院神经外科，辽宁沈阳) 摘要：爆炸冲击波性脑损伤是近年来国外战争中战斗人员遭受的一种较为严重而又多发的创伤。特别是近年来在不断发生的恐怖袭击中，越来越多的平民遭受着这种外伤的痛苦。一些机构对这种疾病的发生机制及治疗方法的研究已取得一定成果，人们逐渐认识到这种损伤有别于传统划分的开放性颅脑损伤与闭合性颅脑损伤，但其确切的发病机制及有效的诊断治疗方案仍不确定。本文就国外近年来对这种疾病的研究情况、流行病学、可能的发病机制及治疗方法等进行综述。关键词：爆炸冲击波颅脑损伤 爆炸冲击波性脑损伤是近年来国外战争中战斗人员遭受的一种较为严重而又多发的创伤。特别是近年来在不断发生的恐怖袭击中，越来越多的平民遭受着这种外伤的痛苦。本文就国外近年来对这种疾病的研究情况、流行病学、可能的发病机制及治疗方法等进行综述。 流行病学 美军在近年的军事行动中，爆炸冲击波性脑损伤的发生率约为40-60%，估计有32万服役人员或20%的战士遭受过爆炸冲击波性脑损伤之苦（1）。2/3的后送伤员及88%的需要到二级医疗机构进行治疗的伤员是冲击性损伤伤员（2）。在频发的自制炸弹及汽车炸弹的恐怖袭击中，爆炸冲击波性脑损伤的发生率也很高。但这些数据来自于一些片面的、有限的个人资料，综合的、科学的、严谨的流行病学研究还没有实施（1）。尤其是爆炸冲击波性脑损伤和创伤后应激障碍之间的关系还没有完全弄明白。为了尽力去阐述这类损伤的流行病学特点，美军已建立了包括颅脑损伤联合治疗档案室、国防和退伍军人脑损伤研究中心、以及在Hugh and Carolyn Shelton军事神经损伤基金会支持下建立的综合资料库（1）。这些资料库的建立将有助于爆炸冲击波性脑损伤的流行病学的研究。 爆炸冲击波的产生及作用机制 爆炸冲击波是由爆炸装置爆炸产生的瞬间压力波通过水或空气介导向周围传导而产生的。炸药爆炸时，其能量能快速的释放出来，导致空间位相的改变而引起空气的快速膨胀而产生冲击波。并依次将机械力、热量以及电子辐射能传递到周围的媒介。这种快速的、化学反应驱动的过程称为“爆炸”。爆炸的一个关键点是在媒介中产生的比普通波速还要快的、迅速的压力波的传递。在旷野中，爆炸产生的压力波在最初的快速增长后，随着周围压力的反弹会缓慢衰减并且形成负压期，此后上升到其基础水平。在爆炸波经过的任何物体都会遭受冲击而使其变形。快速的打击以及相关压力的变化程度被认为是脑外伤的原因。这种影响在颅内的不同部位是不同的（1）。 在狭窄地域或封闭的环境中，爆炸压力波被周围物体反射回来，形成一个复杂的波形区。在这种情况下，在评价伤情时，由于爆炸波的复杂性，爆炸产生的波形和峰值以及每个反射回来的波都需要综合分析。爆炸冲击波性脑损伤的原因仅依赖于压力的峰值而不是冲击波的假说或许是没有根据的。这个最初的假设基于Bowen和Richmond的关于压力峰值和损伤程度之间关系的绵羊模型（1）。有人认为高压导致含气脏器（如肺和肠）的损伤最常见。可是，对伊拉克和阿富汗战争中伤员的临床分析显示爆炸性肺损伤并不常见。有报道有急性呼吸窘迫综合症
行政管理系 浅谈宇宙大爆炸 “大爆炸”本是相当深奥的宇宙论术语，如今却已经成为大众媒体上出现频率很高的词语。遗憾的是，由于大众媒体的报道大多属于科技新闻性质，对于大爆炸，往往只告诉读者“宇宙诞生自一次大爆炸”这样一个结论，结果使得公众越发感到科学神秘莫测，甚至引发一些对科学的误解。
浅谈宇宙大爆炸 摘要：“大爆炸”本是相当深奥的宇宙论术语，如今却已经成为大众媒体上出现频率很高的词语。遗憾的是，由于大众媒体的报道大多属于科技新闻性质，对于大爆炸，往往只告诉读者“宇宙诞生自一次大爆炸”这样一个结论，结果使得公众越发感到科学神秘莫测，甚至引发一些对科学的误解。 关键词：宇宙大爆炸起源证据影响 从盘古开天辟地的传说，到亚里士多德和托勒密的地心说和哥白尼的日心说，再到今天迅速流行开来的宇宙大爆炸理论，人们对宇宙起源的探索从来就没有停止过。 常常有人这样问：“什么引起了大爆炸？”“大爆炸以前发生了什么？”“大爆炸以前宇宙是什么样的？”对热爆炸宇宙理论来说，不存在“大爆炸以前”这样一个时间观念，大爆炸是空间、时间、能量和物质等一切的开端和起源，或者说，在大爆炸之前，没有空间、没有时间，也没有能量和物质。时间是标识宇宙时间的坐标，在时空流行之前，时间不具备任何意义，不在时间中的事件，也没有任何意义，在没有时间的地方，就没有任何常识中的因果关系，时空概念不能外推到大爆炸之前。因此，事先并不存在使大爆炸得以发生的空虚的事件和原因，反过来说发生于大爆炸之前的虚拟的事件不能有后果，因为时间是从大爆炸开始的。倒推着说也可以，时间到大爆炸奇点便停滞了，科学定律失去了意义，可预见性到大爆炸出失效了。人们不能用大爆炸前存在的事件去确定那以后所要发生时间，也不能用大爆炸后发生的事件去确定这之前发生的事件。 一、宇宙的起源 我们的宇宙是如何形成的，原始状态如何?有着许多不同的学说，比较公认的是“大爆炸形成”。 所谓大爆炸理论，就是认为宇宙起源于一次“大爆炸”。这只是一种形象的说法，并不同于我们通常意义上理解的爆炸。这一理论有一个基本出发点：宇宙在不断地演化，且具有一个起点。宇宙的起点，也可以说是宇宙的零点，此时的宇宙没有时间，没有空间，没有任何目前
爆炸模型 19．3．1简述 爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体的膨胀来实现。 从物质运动的表现形式来看，爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。物质运动急剧增速，由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间内释放出大量的能。 1)爆炸的特征 一般说来，爆炸现象具有以下特征： (1)爆炸过程进行得很快； (2)爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波； (3)发出或大或小的响声； (4)周围介质发生震动或邻近物质遭受破坏。 一般将爆炸过程分为两个阶段：第一阶段是物质的能量以一定的形式(定容、绝热)转变为强压缩能；第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起作用介质变形、移动和破坏。 2)爆炸类型 按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸就是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。其特点是在爆炸现象发生过程中，造成爆炸发生的介质的化学性质不发生变化，发生变化的仅是介质的状态参数。例如锅炉、压力容器和各种气体或液化气体钢瓶的超压爆炸以及高温液体金属 遇水爆炸等。化学爆炸就是物质由一种化学结构迅速转变为另一种化学结构，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。如可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合形成爆炸性混合物的爆炸。化学爆炸的特点是：爆炸发生过程中介质的化学性质发生了变化，形成爆炸的能源来自物质迅速发生化学变化时所释放的能量。化学爆炸有3个要素，即反应的放热性、反应的快速性和生成气体产物。雷电是一种自然现象，也是一种爆炸。
从工厂爆炸事故来看，有以下几种化学爆炸类型： (1)蒸气云团的可燃混合气体遇火源突然燃烧，是在无限空间中的气体爆炸； (2)受限空间内可燃混合气体的爆炸； (3)化学反应失控或工艺异常所造成压力容器爆炸； (4)不稳定的固体或液体爆炸。 总之，发生化学爆炸时会释放出大量的化学能，爆炸影响范围较大；而物理爆炸仅释放出机械能，其影响范围较小。 爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体的膨胀来实现。 从物质运动的表现形式来看，爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。物质运动急剧增速，由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间内释放出大量的能。 1)爆炸的特征 一般说来，爆炸现象具有以下特征： (1)爆炸过程进行得很快； (2)爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波； (3)发出或大或小的响声； (4)周围介质发生震动或邻近物质遭受破坏。 一般将爆炸过程分为两个阶段：第一阶段是物质的能量以一定的形式(定容、绝热)转变为强压缩能；第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起作用介质变形、移动和破坏。 2)爆炸类型 按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸就是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。其特点是在爆炸现象发生过程中，造成爆炸发生的介质
宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸，简称大爆炸（英文：Big Bang 各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢 爆炸理论。宇宙大爆炸。简称大爆炸。是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型。 这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为：宇宙是在过去有限的时间之前。由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的。并经过不断的膨胀与繁衍到达今天的状态。 中文名,爆炸理论。作用,宇宙诞生及其后续演化宇宙学模型。发展,宇宙结构的实验观测和理论推导。 定义和起源。比利时天主教神父。物理学家乔治·勒梅特首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论。
但他本人将其称作“原生原子的假说”。这一模型的框架基于了爱因斯坦的广义相对论。并在场方程的求解上作出了一定的简化。描述这一模型的场方程由苏联物理学家亚历山大·弗里德曼于1922年将广义相对论应用在流体上给出。1929年。美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移。这一膨胀宇宙的观点也在1927年被勒梅特在理论上通过求解弗里德曼方程而提出。 这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。哈勃的观测表明。所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点。并且距离越远退行视速度越大。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大。则说明它们在过去的距离曾经很近。从这一观点物理学家进一步推测：在过去宇宙曾经处于一个极高密度且极高温度的状态。在类似条件下大型粒子加速器上所进行的实验结果则有力地支持了这一理
论。然而。由于当前技术原因粒子加速器所能达到的高能范围还十分有限。 因而到目前为止。还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态。从而。大爆炸理论还无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释。事实上它所能描述并解释的是初始状态之后宇宙的演化图景。当前所观测到的宇宙中轻元素的丰度。和理论所预言的宇宙早期快速膨胀并冷却过程中最初的几分钟内。通过核反应所形成的这些元素的理论丰度值非常接近。定性并定量描述宇宙早期形成的轻元素的丰度的理论被称作太初核合成。大爆炸一词首先是由英国天文学家弗雷德·霍伊尔所采用的。 霍伊尔是与大爆炸对立的宇宙学模型——稳恒态理论的倡导者。他在1949年3月BBC的一次广播节目中将勒梅特等人的理论称作“这个大爆炸的观点”。虽然有很多通俗轶事记录霍伊尔这样讲是出于讽刺。但霍伊尔本人明确否认了
目录 燃烧与爆炸理论及分析 (2) 1. 引言 (2) 2. 可燃物的种类及热特性 (2) 2.1 可燃物的种类 (2) 2.2可燃物的热特性 (3) 3. 燃烧理论 (6) 3.1 燃烧的条件 (6) 3.2 着火形式 (6) 3.3 着火理论 (7) 3.4灭火分析 (14) 4. 爆炸理论 (18) 4.1 爆炸种类及影响 (18) 4.2 化学爆炸的条件 (21) 4.3 防控技术 (23) 5. 结论 (24) 1
燃烧与爆炸理论及分析 摘要：本文主要叙述了当前主要的燃烧及爆炸理论。首先介绍了燃烧条件、着火形式以及具体的燃烧理论，然后对四种燃烧理论分别进行了灭火分析。然后阐述了爆炸的种类、爆炸条件过程及防控技术。最后对本文的内容作了总结，并且通过分析提出自己的观点。 关键词：燃烧理论；爆炸理论；防控技术。 1. 引言 火灾是一种特殊形式的燃烧现象。爆炸（化学）是一种快速的燃烧，为了科学合理地预防控制火灾及爆炸（化学），应当对燃烧的基本理论有一定的了解。燃烧是可燃物与氧化剂之间发生的剧烈的化学反应，要使它们发生化学反应需要提供一定的外加能量，反应的结果则会放出大量的热能。燃烧前后的物质与能量变化可以要据物质与能量守恒定律确定。 2. 可燃物的种类及热特性 2.1 可燃物的种类 可燃物是多种多样的。按照形态，可分为气态、液态和固态可燃物，氢气(H2)、一氧化碳(CO)等为常见的可燃气体，汽油、酒精等为常见的可燃液体，煤、高分子聚合物等为常见的可燃固体。可燃物之所以能够燃烧是因为它包含有一定的可燃元素。主要是碳(C)、氢(H)、硫(S)、磷(P)等。碳是大多数可燃物的主要可燃成分，它的多少基本上决定了可燃物发热量的大小。碳的发热量为 3.35×107J/kg，氢的发热量为1.42×108J/kg，是碳的4 倍多。了解可燃元素及由其构成的各类可燃化合物的燃烧特性可定量计算燃烧过程中的物质转换和能量转换。有些元素发生燃烧后可以生成完全燃烧产物，也可生成不完全燃烧产物，不完全 2