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》標準中規定阻火器殼體進行0.9MPa水壓試驗。從結構上看，二種水壓試驗根本無法在同一閥體內進行，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實現。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濃度9.5％、積聚區域300m的大型爆炸實驗，爆炸測得峰值壓力為1.01MPa，火焰傳播速度接近1000m/s。可燃氣體燃燒產生的熱使燃燒峰面前方的氣體受到壓縮，產生一個超前于燃燒鋒面的壓力波，該壓力波以當地音速向前傳播，行進在燃燒峰面前，稱為前驅沖擊波。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，這樣就產生壓力更高的壓力波，從而獲得更高的火焰傳播速度。層層產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——爆炸前呼吸閥內氣體壓力（表壓），MPa

P₂——爆炸后呼吸閥內氣體壓力（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。