TNT 등가성(Equivalency)

 

TNT 당량이란 어떤 물질이 폭발할 때 내는 에너지와 동일한 에너지를 내는 TNT 중량(kg)을 말한다.

 

 

TNT 등가성(TNT Equivalency)

TNT 등가성은 가연성 연료의 알려진 에너지가 TNT의 동등한 질량과 동일하다고 가정하는 간단한 방법이다.

즉, 이 접근방식은 폭발하는 연료 질량이 폭발하는 TNT와 동등한 에너지를 가진다는 가정에 기초로 하고 있다.

 

TNT 당량 

 

TNT의 등가 질량(당량)은 다음과 같은 방정식을 사용하여 추정한다.

 

	(1)
mTNT = the equivalent mass of TNT (mass), η = the empirical explosion efficiency (unitless), m = the mass of hydrocarbon (mass), ΔHc = the energy of explosion of the flammable gas (energy/mass), ETNT = the energy of explosion of TNT.

TNT의 폭발 에너지에 대한 일반적인 값은 1,120 cal/g = 4,686 kJ/kg = 2,016 Btu/lb이다.

그리고 인화성가스의 연소열은 가연성가스의 폭발 에너지 대신 사용될 수 있다.

 

 

폭발 효율성

폭발 효율은 가연성 물질이 공기와 혼합하는 정도 및 열 에너지가 기계적 에너지로 변환하는 정도 등 여러 요인에 따라 정해진다.

이는 등가성 방법을 전개하는데 주요한 문제가 되어, 추정치를 조정하기 위해 폭발 효율성이 사용된다.

폭발 효율성은 경험적이며, 대부분의 인화성 물질(cloud)에 대해 1%와 10% 사이에 있다고 보고되고 있다. 또 다른 문헌에서는 프로판, 디에틸 에테르, 아세틸렌의 인화성 물질(cloud)에 대해 각각 5%, 10%, 15%라고 하고, 질산암모늄과 같은 고체 물질에 대해서도 폭발 효율성을 정의할 수 있다.

 

 TNT 등가성 적용

또한 TNT 등가성 방법은 TNT의 포인트 소스 폭굉(point source detonations)에 적용되는 과압 곡선을 사용한다.

VCE(증기운 폭발)는 가연성 증기가 대규모로 방출되어 발생하는 폭발이며 가장 일반적으로 폭연(deflagrations)이다. 또한 이 방법은 밀폐된 곳으로 뷰터 발생할 수 있는 화염의 가속의 영향을 고려할 수 없다. 결과적으로, TNT의 과압 곡선은 VCE 근처에서는 과압을 과대 예측하고 VCE로부터 떨어진 거리에서는 과소 예측하는 경향이 있다.
TNT 등가성 방식의 장점은 계산이 간단해 적용이 쉽다는 것이다.

TNT 등가성 방법을 사용하여 과압에 의한 손상을 추정하는 절차는 기 포스팅한 다음 링크 자료를 참조하라

https://sec-9070.tistory.com/571

과압으로 인한 폭풍 피해(Blast Damage)