呼吸閥爆炸壓力計算與分析

DN200 QZF-89型全天候防火呼吸閥閥體需分段進行兩種壓力試驗，即按SY/T0511-1996《石油儲罐呼吸閥》標準中規(guī)定呼吸閥閥體進行0.2MPa水壓試驗和按SY/T0511-1996《石油儲罐阻火器》標準中規(guī)定阻火器殼體進行0.9MPa水壓試驗。從結(jié)構(gòu)上看，二種水壓試驗根本無法在同一閥體內(nèi)進行，這是因為在呼吸閥和阻火器交界處無法進行密封。只有在同一壓力下進行的水壓試驗才能夠?qū)崿F(xiàn)。所以要保證阻火器和呼吸閥能同時正常使用，QZF-89型全天候防火呼吸閥閥體必須進行0.9MPa水壓試驗。

爆炸產(chǎn)生的最大靜壓就是實驗室中使用封閉球體測定的定容爆炸壓力，10.1％的瓦斯空氣混合氣體測定得到的定容爆炸壓力大約為0.71-0.81MPa。1952年舒爾茨-容霍夫在美國一個廢棄礦井進行了兩次瓦斯?jié)舛?.5％、積聚區(qū)域300m的大型爆炸實驗，爆炸測得峰值壓力為1.01MPa，火焰?zhèn)鞑ニ俣冉咏?000m/s。可燃氣體燃燒產(chǎn)生的熱使燃燒峰面前方的氣體受到壓縮，產(chǎn)生一個超前于燃燒鋒面的壓力波，該壓力波以當?shù)匾羲傧蚯皞鞑ィ羞M在燃燒峰面前，稱為前驅(qū)沖擊波。壓力波作用于未燃氣體使其溫度升高，從而使火焰的燃燒速度進一步增大，這樣就產(chǎn)生壓力更高的壓力波，從而獲得更高的火焰?zhèn)鞑ニ俣取訉赢a(chǎn)生的壓力波相互追趕并疊加，形成具有強烈破壞作用的沖擊波。這種爆炸會使氣體的體積膨脹1000倍左右，爆炸使氣體的傳播速度達到1000-2000左右。這里以DN200QZF-89型全天候防火呼吸閥進行計算。

S = 2πγ²                  (1)

V₃ = Sυt                  (2)

V₄ = V₂ - V₃                (3)

P₂ = P₁V₄ / V₁           (4)

由公式(1)(2)(3)(4)得：P₂ = 0.65MPa，式中：

V₁——呼吸閥體積，m³

V₂——爆炸后的體積，m³

V₃——爆炸后排除的體積，m³

V₄——殘余體積，m³

V——氣體傳播速度，m/s

S——呼吸閥通氣面積，m²

t——爆炸時間，s

P₁——爆炸前呼吸閥內(nèi)氣體壓力（表壓），MPa

P₂——爆炸后呼吸閥內(nèi)氣體壓力（表壓），MPa。

因此認為呼吸閥閥體水壓試驗壓力為0.9MPa是比較合理的。