电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力评估方法技术

本发明专利技术公开了一种电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法，包括的评估步骤具体为：获取爆炸灾害事故及应急装备现场资料信息，TNT当量法获取爆炸灾害事故的TNT当量，超压公式获取应急装备所承受的超压值，根据超压准则及相似定律确定实验平台药量、炸距实验参数，按照易损性及重要性原则从国家标准中确定应急装备性能评价指标，层次分析法确定评价指标分层及指标权重，根据实验结果即应急装备的性能受损情况及采用模糊数学法确定应急装备面临爆炸灾害环境时的适应能力。本发明专利技术提及的方法，可以采用实验平台测评电器类应急装备在爆炸灾害环境下的受损情况，进而采用模糊数学综合评价方法评估电器类应急装备在实际爆炸灾害环境下的适应能力。

【技术实现步骤摘要】
电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力评估方法
本专利技术涉及公共安全与应急领域，更具体地说，本专利技术涉及一种电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法。
技术介绍
应急装备爆炸灾害环境适应能力主要是指应急装备抵御爆炸灾害冲击波破坏维持其使用功能的能力。电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力在下列几个爆炸灾害场景中显得尤为重要：一是在救援或生产作业过程中，有爆炸危险的场所突然发生爆炸，消防救援人员或现场工作人员受伤，他们随时携带的电器类应急装备，如呼救器、对讲机、定位装备等等将会遭受冲击波冲击。此时应急装备能够抵抗爆炸冲击波破坏维持基本功能，帮助受伤人员向外界发出危险信号及维持生命健康显得尤为重要。二是有爆炸危险的场所突然发生爆炸，消防救援人员随身携带的危险气体探测器或者灾害事故现场安装的危险气体探测器能否维持其原有功能，避免人员未做好保护措施进入危险环境，造成人员二次伤害。应急装备一旦失效，事中即造成严重伤亡。目前人们主要研究了应急装备在非爆炸灾害环境适应能力，然而对应急装备在实际爆炸灾害环境冲击波作用下的适应能力很少有人关注。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法，其特征在于：采用TNT当量法确定待研究的事故的爆炸TNT当量并依据超压经验公式确定待研究电器类应急装备承受的冲击波超压，进而依据霍普金森相似定律及冲击波超压经验公式确定出与爆炸事故中应急所处位置承受的超压相同时，实验平台所需的炸药药量及应急装备的空间布置；从电器类应急装备功能角度出发，基于易损性及重要性原则结合层次分析法确定出装备功能指标的权重，结合爆炸灾害环境下应急装备功能受损程度的实验结果采用模糊数学综合评价方法确定评估电器类应急装备爆炸灾害环境适应能；基于采用实验平台研究应急装备在实际爆炸事故冲击波破坏作用下的性能受损情况，评估应急装...

【技术特征摘要】
1.一种电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法，其特征在于：采用TNT当量法确定待研究的事故的爆炸TNT当量并依据超压经验公式确定待研究电器类应急装备承受的冲击波超压，进而依据霍普金森相似定律及冲击波超压经验公式确定出与爆炸事故中应急所处位置承受的超压相同时，实验平台所需的炸药药量及应急装备的空间布置；从电器类应急装备功能角度出发，基于易损性及重要性原则结合层次分析法确定出装备功能指标的权重，结合爆炸灾害环境下应急装备功能受损程度的实验结果采用模糊数学综合评价方法确定评估电器类应急装备爆炸灾害环境适应能；基于采用实验平台研究应急装备在实际爆炸事故冲击波破坏作用下的性能受损情况，评估应急装备于爆炸事故下的环境适应能力。


2.如权利要求1所述的电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法，其特征在于，构建了如下评估步骤：
S1：爆炸灾害环境的确定及事故TNT当量的确定；
针对研究的爆炸灾害事故，采用TNT当量法，根据爆炸事故的种类、爆炸物质的物理化学特性、爆炸物质的质量，获取爆炸事故案例对应的TNT当量；
S2：确定待研究应急装备在爆炸事故中承受的超压；
根据实际空气中爆炸事故的现场地面情况，确定对应的冲击波超压经验公式：将该爆炸灾害事故中待研究应急装备所处的位置或范围及步骤1中确定的事故TNT当量带入确定的冲击波超压经验公式，确定应急装备所处的位置或范围所承受的超压值或超压范围；
S3：确定实验平台药量及应急装备的位置；
根据冲击波破坏超压准则，只要应急装备承受爆炸超压一样，应急装备受到的破坏作用将大致相同；根据空气中爆炸的霍普金森相似定律及冲击波超压经验公式确定出与S2中的爆炸事故中应急所处位置或范围承受的超压或超压范围相同时，实验平台所需的炸药药量及应急装备的位置；
S4：应急装备性能评价指标的选取、划分及权重确定；
从功能角度出发，依据所选取的应急装备本身功能特性参照国家标准，按照功能的易损性及重要性原则筛选实验应急装备性能评价指标，采用层次分析法对选取指标划分层次，并确定指标权重；
S5：基于实验结果评估应急装备爆炸灾害环境适应能力；
采用模糊数学综合评价方法对所确定的评价指标定量化，根据特定应急装备在不同爆炸灾害环境下性能评价指标实际检测结果，构建模糊评价矩阵；利用合适的算子将S4步骤中确定的各项性能评价指标权重及应急装备性能评价指标的模糊评价矩阵进行合成得到应急装备环境适应能力模糊综合评价结果向量，基于最大隶属度原则评价应急装备爆炸灾害环境适应能力。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S1中，根据爆炸事故具体情况确定TNT当量，具体为：
空气环境中发生爆炸灾害，对应的：
当爆炸事故种类为常见的压力容器物理爆炸时，根据容器的容积、容器内介质、相态、容器内的压力关键参数计算获得爆炸事故对应的TNT当量，具体公式如下：
当压力容器内的物质全部为压缩气体时，对应的TNT当量为：



其中，WTNT为压力容器爆炸对应的TNT当量，kg；C为常用压缩气体或水蒸气爆破能量系数，KJ/m3；V为容器体积，m3；QTNT为TNT炸药的炸热，KJ/kg；
当压力容器内的物质全为液体时，对应的TNT当量为：



其中，WTNT为压力容器爆炸对应的TNT当量，kg；P为液体的绝对压力，Pa；V为容器体积，m3；βT为液体在压力为P和温度T下的压缩系数，Pa-1；QTNT为TNT炸药的炸热，KJ/kg；
当爆炸为化学爆炸时，根据爆炸物质的名称、爆炸物质的质量确定爆炸事故对应的TNT当量，具体为：
当事故的爆炸物质为固体时，根据爆炸物质的TNT当量系数及爆炸物质的质量确定爆炸事故对应的TNT当量：
WTNT＝KW
其中，WTNT为爆炸事故的TNT当量；W为爆炸物质的质量，K为爆炸物质的TNT当量系数；
当爆炸物的超压当量系数可以从由手册查出时，K＝超压当量系数，当爆炸物的超压当量系数不可以查出时，由爆炸物的爆热确定TNT当量系数，Q为爆炸物质爆热，QTNT为TNT的爆热；
当事故的爆炸物质为气体或液体时，根据爆炸物质的蒸汽云当量系数、物质的爆热及爆炸物质的质量确定爆炸事故对应的TNT当量：



其中，WTNT为爆炸事故的TNT当量；W为爆炸物质的质量，Kg；α为蒸汽云当量系数；Q为单位质量的爆炸物质爆热，QTNT为单位质量的TNT的爆热。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S2中，确定的爆炸灾害事故中待研究应急装备所处的位置或距离爆炸中心的范围对应的超压值或超压范围，包括：
根据爆炸点距离地面的高度H及爆炸灾害事故地面软硬情况(分为刚性地面、沙土地面)，利用冲击波超压经验公式：获取应急装备所处的位置对应的入射超压；
其中，WTNT为爆炸事故的TNT当量，kg；r为应急装备到爆炸中心的距离，m；ΔPm为应急装备所处的位置对应的入射超压，kg/cm2；K为爆炸系数，空中爆炸时取1，刚性地面爆炸取2，沙土地面爆炸取1.8；当炸药质量WTNT与绝对爆炸高度H的相对比值时为地面爆炸，反之则为空中爆炸；
根据药量与爆炸高度的关系确定发生马赫反射时的临界角度比较爆炸中心及应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度与临界角度(0～90°)确定反射类型进而确定应急装备承受的反射超压：
当应急装备承受的反射超压为：
当应急装备承受的反射超压为：
其中，P0为大气压强，ΔPmd为地面爆炸时入射超压，ΔPmk为空中爆炸时入射超压，ΔPr为反射超压。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S3中，获取的实验平台药量及应急装备的位置，包括：
根据S1中确定的爆炸事故的TNT当量及应急装备与爆炸中心的距离，依据...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭耸，刘洪胜，周筠，王梓，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32