气体气态、液态体积换算

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1、理想气体状态方程（克拉伯龙方程）：标准状态是指0℃（273K），1atm=101.3kPa的状态下。V=nRTV：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•KT：绝对温度；273KP：标准大气压；101.3kPaV=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/MV：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液氮可汽化成氮气1*（808/28

2、）*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二氧化碳1*（1560/44.01）*22.4=794标立氯的标准沸点是-34℃,液体密度1.47，1m3液氯可汽化成氯气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升体积，根据液态气体的相对密度，由下式可计算出它们气化后膨胀的体积：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

3、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(

4、2)30m3液氧储罐的爆破能量本项目液氧贮存在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氧的的温度为95K，则爆破能量：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，1kgTNT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

5、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10.02~0.03轻微损伤墙裂缝20.03~0.05听觉器官损伤或骨折墙大裂缝，房瓦掉下30.05~0.10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。40.10~0.20大部分人员死亡防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌。50.20~0.30大部分人员死亡大型钢架结构破坏。(6)求出在1000kgTNT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

6、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5-5。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135.8m轻微损伤墙裂缝227.5m听觉器官损伤或骨折墙大裂缝，房瓦掉下32

7、0.5m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。414.7m大部分人员死亡防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌。510.9m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液氧）的冲击波超压破坏作用数据见表4-6。计算可见，如氧罐发生物理爆炸，对50米外的丙烷气站人员及设备不会造成太大的影响。