TNT 당량 및 과압 계산 사례

 

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

그리고 정해진 거리에서 TNT 당량에 상당하는 물질이 폭발할 때의 과압은 정해진 식 및 그래프에 의해 구할 수 있고 이 때의 손상 정도도 추정할 수 있다.

 

 

TNT 당량 및 과압 계산 사례

 

TNT 등가성(TNT Equivalency)으로 부터 해당 물질의 TNT 당량을 계산하면 된다.

이에 대한 내용은 기 포스팅한 다음 링크 자료 참조하라.

https://sec-9070.tistory.com/572

 

TNT 등가성(Equivalency)

 

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.(Typically 1,120 cal/g = 4,686 kJ/kg = 2,016 Btu/lb)

 

 

또한 TNT 등가성 방법에 따른 과압 산출 및 과압에 의한 손상을 추정하는 절차는 기 포스팅한 다음 링크 자료를 참조하라

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

과압으로 인한 폭풍 피해(Blast Damage)

 

 

과제 :

1,000 kg의 methane이 저장 용기에서 누출되어 공기와 섞이고 폭발할 때,
(a) TNT 당량

(b) 폭발(blast)로부터 50m 거리에 있는 측면 피크 과압( the side-on peak overpressure)을 결정하라.

이때, 폭발효율이 2%라고 가정하자.

 

Solution : 

a. TNT 당량은 상기 식 1로부터 계산한다.

그리고 메탄의 폭발에너지는 문헌으로 부터 818.7 kJ/mol 이다.

 

 

 

b. 상기 언급한 과압으로 인한 폭풍 피해(Blast Damage) 포스팅 자료의 식 1로 부터 스케일링된 거리(scaled distance)는 다음과 같다.

 

또한 같은 포스팅의 그림 2에서 스케일링된 과압(scaled overpressure)은 0.25이다.

 

따라서 과압은

 

그리고 과압에 의한 손상 정도는 다음과 같다.