气体气态、液态体积换算.doc

理想气体状态方程（克拉伯龙方程）： 标准状态是指0℃（273K），1atm=101.3 kPa 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/mol?K T：绝对温度；273K P：标准大气压；101.3kPa V=nRT=n?8.31441?273/101.3 或V=nRT=n?0.082?273/1 另可以简便计算：V=V0?ρ?22.4/M V：标准状态下的气体体积； V0：气体液态体积； ρ：液化气体的相对密度； M：分子量。 氮的标准沸点是-195.8℃,液体密度0.808（-195.8 1m3 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 1*（1560/44.01）*22.4=794 标立 氯的标准沸点是-34℃,液体密度 1m3液氯可汽化成氯 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 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=[(i1－i2)－(s1－s2)Tb]m 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/(kg·k)； s2——在大气压力下饱和液体的熵 KJ/(kg·k)； m——饱和液体的质量 kg； Tb——介质在大气压下的沸点 k (2)30m3液 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 E= [ (167.2-125.4) -(1.73-1.65)×90.188]×34290=1186091KJ (3)将爆破能量换算成TNT能量q，1kg TNT平均爆炸能量为4500kJ/kg，故q=E／4500=1186091／4500=264 (kg) (4)求出爆炸的模拟比α 即得α=0.1q1/3=0.1×(264)1/3=0.64 (5)查得各种伤害、破坏下的超压值 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Δp/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 0.02~0.03 轻微损伤 墙裂缝 2 0.03~0.05 听觉器官损伤或骨折 墙大裂缝，房瓦掉下 3 0.05~0.10 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 0.10~0.20 大部分人员死亡 防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌。 5 0.20~0.30 大部分人员死亡 大型钢架结构破坏。 (6)求出在1000kg TNT爆炸试验中的相当距离R0 根据相关数据查得： Δp=0.02时 R0=56； Δp=0.03时 R0=43； Δp=0.05时 R0=32； Δp=0.10时 R0=23； Δp=0.20时 R0=17； (7)求出发生爆炸时各类伤害半径 R1=R0×α=56×0.64≈35.8m R2=R0×α=43×0.64≈27.5m R3=R0×α=32×0.64≈20.5m R4=R0×α=23×0.64≈14.7m R5=R0×α=17×0.64≈10.9m 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 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 35.8 轻微损伤 墙裂缝 2 27.5 听觉器官损伤或骨折 墙大裂缝，房瓦掉下 3 20.5 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 14.7 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