呼吸阀爆炸压力计算与分析

DN200 QZF-89型全天候防火呼吸阀阀体需分段进行两种压力试验，即按SY/T0511-1996《石油储罐呼吸阀》标准中规定呼吸阀阀体进行0.2MPa水压试验和按SY/T0511-1996《石油储罐阻火器》标准中规定阻火器壳体进行0.9MPa水压试验。从结构上看，二种水压试验根本无法在同一阀体内进行，这是因为在呼吸阀和阻火器交界处无法进行密封。只有在同一压力下进行的水压试验才能够实现。所以要保证阻火器和呼吸阀能同时正常使用，QZF-89型全天候防火呼吸阀阀体必须进行0.9MPa水压试验。

爆炸产生的最大静压就是实验室中使用封闭球体测定的定容爆炸压力，10.1％的瓦斯空气混合气体测定得到的定容爆炸压力大约为0.71-0.81MPa。1952年舒尔茨-容霍夫在美国一个废弃矿井进行了两次瓦斯浓度9.5％、积聚区域300m的大型爆炸实验，爆炸测得峰值压力为1.01MPa，火焰传播速度接近1000m/s。可燃气体燃烧产生的热使燃烧峰面前方的气体受到压缩，产生一个超前于燃烧锋面的压力波，该压力波以当地音速向前传播，行进在燃烧峰面前，称为前驱冲击波。压力波作用于未燃气体使其温度升高，从而使火焰的燃烧速度进一步增大，这样就产生压力更高的压力波，从而获得更高的火焰传播速度。层层产生的压力波相互追赶并叠加，形成具有强烈破坏作用的冲击波。这种爆炸会使气体的体积膨胀1000倍左右，爆炸使气体的传播速度达到1000-2000左右。这里以DN200QZF-89型全天候防火呼吸阀进行计算。

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——呼吸阀体积，m³

V₂——爆炸后的体积，m³

V₃——爆炸后排除的体积，m³

V₄——残余体积，m³

V——气体传播速度，m/s

S——呼吸阀通气面积，m²

t——爆炸时间，s

P₁——爆炸前呼吸阀内气体压力（表压），MPa

P₂——爆炸后呼吸阀内气体压力（表压），MPa。

因此认为呼吸阀阀体水压试验压力为0.9MPa是比较合理的。