【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工安全，尤其涉及一种多储罐爆炸冲击波叠加的最大影响作用分析方法。
技术介绍
1、化工生产在国民经济中地位突出，为各领域提供原材料和产品；是战略性产业，提供常规战略物资；是高新技术产业，在科学
发挥重要作用；是环保产业，促进资源综合利用和可持续发展。因此化工生产在国民经济中具有重要的地位和作用，是推动国民经济持续健康发展的重要力量。但化工生产必须保证安全。化工生产的主要事故包括生产过程事故、设备破损引起爆炸泄漏、设备老化引发事故、操作失误引发事故、其他类型事故(自然灾害等)，其中最具代表性的是储罐爆炸事故。应对这些事故需要采取相应的预防措施和安全措施。
2、储罐爆炸形成的冲击波是由爆炸产生的大量气体在高温超压作用下迅速向周围扩散并对空气做功形成的。冲击波可对周围的人和物体造成严重的伤害和破坏，主要包括超压和直接伤害。超压导致耳膜穿孔、失聪、流鼻血等，对呼吸道产生严重的灼伤和冲击，对肺部造成伤害，造成内出血。直接伤害是冲击波直接对空气做功，如距离较近可导致死亡。储罐爆炸形成的冲击波是非常危险的，特别是存在多个储罐的化工园区。储罐爆炸将产生相互作用，以冲击波能量叠加形式影响园区内的所有位置。那么对于多储罐爆炸冲击波的叠加形式以及影响程度的研究是实现化工园区防灾减灾方案制定的重要依据。
3、目前关于化工园区储罐爆炸与防灾减灾的研究成果较多。主要成果包括黄辉等进行了化工企业火灾爆炸事故情景推演；韩闯等对某化工企业项目风险进行了评估；宋英华等基于模糊贝叶斯网络实现了化工园区火灾爆炸事故情景推演；
4、但这些研究多考虑单独储罐爆炸影响，少有对多储罐爆炸冲击波能量的叠加研究，更没有以叠加结果为依据判断设备损伤概率的研究成果。这严重阻碍了化工园区多储罐爆炸冲击波叠加对整个化工园区区域的影响研究。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术中的技术方案仅考虑单独储罐爆炸影响，而未考虑多储罐爆炸冲击波导致分析结果的问题，提供了一种多储罐爆炸冲击波叠加的最大影响作用分析方法。
2、本专利技术提供了一种多储罐爆炸冲击波叠加的最大影响作用分析方法，包括如下步骤：
3、首先研究储罐on爆炸后对化工园区位置(x,y)处的影响，即(xn,yn)处on爆炸对(x,y)处的影响；基于冲击波能量矢量叠加方法，认为所有储罐o＝{o1······on}同时爆炸对(x,y)处的冲击波能量矢量叠加可利用矢量叠加原理进行分析；
4、对于某一储罐on爆炸对位置(x,y)处的影响，设(xn,yn)与(x,y)连线在化工园区图中水平x方向夹角为αn，那么αn的正弦和余弦分别如式(7)和式(8)：
5、
6、
7、对储罐集合o＝{o1,······,on}中所有储罐进行计算，n＝1,···,n，得到所有储罐对(x,y)处的爆炸冲击波能量叠，如式(9)所示：
8、
9、其中，和
10、将δpo(x,y)转化为(x,y)处的爆炸损伤概率qo(x,y)；
11、遍历化工园区中所有位置(x,y)，x∈{0,1,...,x}和y∈{0,1,...,y}，得到的所有位置的qo(x,y)，最终形成无关联多储罐爆炸区域损伤概率分布，如式(10)所示：
12、po＝{po(x,y)＝qo(x,y)|x＝1,···,x,y＝1,···,y} (10)
13、得到的是无关联情况下的最大影响作用情况，即多储罐爆炸冲击波叠加的最大影响作用情况。
14、进一步地，还包括如下步骤：
15、划分化工园区网格，爆炸损伤概率分布使用网格矩阵表示；储罐蒸气云爆炸用tnt当量wtnt估算瞬间爆炸冲击波，且各种参数采用ze＝r/wtnt1/3表达，则超压δp与常压p0的函数关系如式(1)所示：
16、
17、式中：α为蒸气云当量系数，0.02％-14.9％，取4％；wf为蒸气云中燃料总质量，kg；qf为可燃物燃烧热，kj/kg；qtnt为可燃物爆炸热，取4120-4690kj/kg；r为测点与爆源距离，/m；δp为r处的爆炸超压峰值，pa；p0为周围环境压力，pa；
18、设x为化工园区宽边界，/m；y为化工园区高边界，/m；x∈{0,1,...,x}和y∈{0,1,...,y}是网格划分坐标，那么化工园区区域可表示为zx×y，简称为z；o＝{o1,...,on}为储罐集，n是储罐数量，n∈[1,n]，on为第n个储罐；各位置x,y与on位置的距离rx,y为式(2)，并代替式(1)中的r；储罐on爆炸在z区域的超压为如式(3)所示：
19、
20、
21、根据式(3)得到的
22、超压与储罐爆炸损伤概率转化方法，设on的损伤概率表达式为根据损伤概率模型，当被冲击储罐为常压容器且压力大于22kpa时产生破坏作用，如式(4)所示；当被冲击储罐为高压容器且压力大于17kpa时产生破坏作用，如式(5)所示；
23、
24、
25、将δpo(x,y)通过式(4)或式(5)转化为(x,y)处的爆炸损伤概率qo(x,y)；
26、基于式(4)和式(5)，储罐on爆炸对z区域中任意位置(x,y)产生冲击波导致该位置储罐损伤概率为可总结为式(6)：
27、
28、式中：l表示压力容器类型，l＝1是常压，l＝2是高压；
29、储罐爆炸损伤概率分布的计算，对on爆炸引起的所有网格位置(x,y)处的储罐损伤概率用网格矩阵表示，即损伤概率分布是x×y阶矩阵，元素值为所以对于z中的n个储罐有即所有储罐在该区域中引起的损伤概率分布。
30、应用本专利技术的技术方案，给出了无关联多储罐爆炸过程的损伤概率分布确定思路及分析步骤。对化工园区中(x,y)点，所有储罐同时爆炸产生冲击波，其方向为(x,y)到(xn,yn)；在x和y方向上分解冲击波矢量；将所有储罐的冲击波在这两个方向合成；计算所有位置的冲击波叠加超压；将超压转化为损伤概率获得损伤概率分布。给出了分析过程的步骤和数学模型。
31、本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。
32、需要说明的是，本专利技术中未特别注明含义的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多储罐爆炸冲击波叠加的最大影响作用分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的多储罐爆炸冲击波叠加的最大影响作用分析方法，其特征在于，还包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种多储罐爆炸冲击波叠加的最大影响作用分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2...
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