标准冲击波范文

标准冲击波范文（精选7篇）

标准冲击波 第1篇

据介绍,ISO/TC 107“金属和其他无机覆盖层”标委会负责覆盖层标准的制定,截至2014年底已发布了129项国际标准。ISO/TC 107年会作为覆盖层国际标准化的年度盛会,各成员国代表专家云集,讨论和表决新的国际标准提案。承办年会,将对我国相关产业的发展及覆盖层领域标准国际化进程产生重要影响。借此契机,中方代表提交了3项热喷涂和物理气相沉积领域的NWIP预研报告,经过和与会国代表的充分沟通和积极争取,有两项报告通过了与会成员的表决,写进了决议。

其中,广东科富科技股份有限公司、南海区标准化研究与促进中心、湘潭大学联合负责的“热障陶瓷涂层的结合力及脆性测试”项目针对涂层进行界面检测和质量评估。相关单位研发出的科学仪器设备,填补了国内空白,实现快速准确表征和评价陶瓷涂层材料与基底之间的界面结合性能好坏,已申请中国发明专利1项(进入实审阶段)并已获得实用新型专利和软件著作权各1项。和原本的进口仪器100~240万元相比,价格仅是其1/5,检测人员由5个减少到1个,大大降低了测试成本和维护费用,提高了检测效率。目前,该方法及仪器已在多个航空企业和科研院所应用,效果良好。

南海区历来重视产业的科技创新,并推动科技创新成果及时转化为标准,从而加速产业化进程。在推动国际标准方面,南海区政府出台自主创新扶持奖励办法,明确“主导制定一份国际标准奖励100万元”,每年的标准化奖励与资助超过1,000万元,通过政策引导和资金扶持鼓励企业走“技术专利化、专利标准化、标准产业化、产业国际化”之路。另一方面,南海区立足本土民营经济为主、单个企业规模不大但产业高度集聚等特点,根据行业影响力、标准化程度确立了铝材、陶瓷、表面处理等梯队式冲击国际标准战略。第一梯队铝材行业2013年已实现了国际标准零的突破,由广东坚美铝型材厂有限公司主导制定的《铝及铝合金阳极氧化复合膜》国际标准,为我国近200万吨氧化电泳型材的出口打破了欧美的技术贸易壁垒;第二梯队陶瓷行业的陶瓷薄板国际标准有望在今明两年通过审查;第三梯队就是与南海区重点产业密切相关的表面处理领域,在这次ISO/TC 107年会上成功争取到新的国际标准提案项目。

“爱”的冲击波 第2篇

第一波:爱的礼物

2014年元旦,是笔者与新结识的孩子们度过的第一个新年。为了庆祝元旦,笔者为孩子准备了一份惊喜的“礼物”——一个20寸的大蛋糕!看到礼物的一刹那,孩子们沸腾了!我们一起许愿、吹蜡烛、分享蛋糕、玩游戏……在欢笑声中,孩子们一下忘记了烦恼,然后动笔开始记录温情时刻,有的是《蛋糕的“滋味”》,有的是《师爱无言》,还有的是《难忘的“生日”》……孩子们吐露的真言:“这个元旦,我们有共同的回忆,蛋糕的滋味,我会永远记得。”“放学时有许多人问我们:‘今天谁生日呀?’‘四年(2)班!’我觉得这是我们大家共同的生日!”“老师的爱难道不是无私的吗?”相信这难忘的经历深深地“刻”在了他们的脑海里,真实的生活体验为学生的习作注入了活力,让他们感受到了教师对他们的关爱,并且不自觉地将这种爱倾注到习作中,让笔端的文字有了温度,有了生命。叶老认为,生活犹如泉源,文章犹如溪水,泉源丰盈,溪流自然昼夜不息。由此可见,根源于生活的习作能调动学生的积极性,激发学生的习作欲望,让学生觉得有话可说,拥有鲜活灵动的表达。

第二波:爱的小诗

叶老认为,命题作文,人人知道不对。我以为定期作文,也很不自然。果真儿童心灵充分发展,则随时有丰妙的情思,便随时可以作文。笔者认为习作也要“不拘一格”,随时随地,阅读与写作融合得越巧妙则越自然。学习了课文《老师,您好》之后,感受了教师事业的崇高与美好,教师与学生朝夕相处,感情深厚,笔者让学生写写自己心目中的“老师”。没想到,短短20分钟,学生的“作品”就完成了。大家的小诗虽然没有工整的押韵,也没有深邃的意境,但却胜在真情无数,给予了笔者不少的温暖与感动。

老师是江河,

带领着五十条小船飞奔。

老师是太阳,

照耀着五十朵小花开放。

老师是智慧,

启迪着五十个思想发亮。

——顾渝飞

老师是一支粉笔,

把智慧的知识写在我的脑海里,

我会好好珍惜您。

老师是一座灯塔,

用正确的方向指引迷茫的我,

我会常常看望您。

老师是一只蝴蝶,

把生机勃勃的大自然变成了一幅美丽的画,

我会永远爱护您。

——许婕儿

第三波:爱的见习

《义务教育语文课程标准(2011年版)》指出,语文是实践性课程,应着重培养学生的语文实践能力,而培养这种能力的主要途径也应是语文实践。因而,学生应该多读多写,日积月累,在大量的语文实践中体会、把握运用语文的规律。在教育教学的实践中,我们注重学生的课外阅读,开展丰富多彩的读书活动,坚持在阅读中开展写作,用写作抒发情感,通过语文实践活动提高学生的各项能力。笔者和学生一起投入阅读,让学生边读边做读书记录。学生每天坚持阅读,边读边将自己的体会、感想记录下来,以下是他们的“读书记录”片段展示。

今天我读了《汤姆·索亚历险记》的第1~37页,我明白了:人的聪明不应用在偷懒上,而应用在帮助别人上。汤姆是用小聪明来骗得别人的帮助。这时,我想劝告汤姆几句:小聪明迟早会用完,只有大智慧,才能用之不竭。——徐珂铭

今天我读了《笑猫日记》第146~153页,我明白了其实每个人、每只狗、每只猫的头上都有一片属于自己的美丽的天空,谁都可以在这片美丽的天空下好好地活着。——刘嘉俊

又如在读完《爱的教育》这本书后,笔者让学生从中挑选一个自己喜欢的故事,开展班级故事会。一开始大家紧张,毕竟大胆在人前表达是需要勇气的。因此,笔者鼓励大家,建议他们先把自己想说的话写下来,再在家中请爸爸妈妈充当观众进行演练。在故事会上,学生准备充分,表现自然,笔者一一为他们留影,并为他们当场打分。结束后笔者将照片传至班级QQ群内,与家长分享学生珍贵的点滴,记录下成长的瞬间。“孩子,当你走上讲台的那一刹那,你就是成功的,因为你已经克服了心中的恐惧。”在总结时笔者这样说道,“当你回首往事时,希望它能成为你美好的回忆,同时也能给你勇气和力量!”

再如,为配合“爱”的主题,笔者还进行了绘本故事《猜猜我有多爱你》的导读,随后让学生抒发心中的爱,有的学生深刻地写道:“以前的人们相互关爱,但现在的我们好像越来越不会爱了,爱的能力在下降。”一针见血,直击人们的心灵。学生的主题很广:有父母之爱、老师之爱、同学之爱……文字中充满了浓浓的温馨,我让家长也参与到活动中,让学生将自己的作文读给家长听,家长写写听后感。家长纷纷留下了心中的感悟:“孩子,文章中充满了你对爸爸妈妈的爱。不知不觉,你已经长大,也懂事了。爸爸平时忙于工作,对你的关心太少。以后一定多抽时间陪陪你。”“感觉许老师为孩子们做得太多了,我们很惭愧,以后一定多关心孩子。”字字句句,十分感人。

《叶圣陶教育箴言》,字字句句都闪烁着智慧的光芒,捧读它,笔者仿佛在和一位智者进行交流。叶老认为,学生须能读书,须能作文,故特设语文课以训练之。最终目的为:自能读书,不待老师讲;自能作文,不待老师改。教师之训练必做到此两点,乃为教学之成功。如此看来,“成功的语文教学”就是要让学生拥有独立的阅读能力和写作能力,要做到却谈何容易,需要身为语文教师的我们不懈地努力!

参考文献

[1]中华人民共和国教育部制定义务教育语文课程标准(2011年版)[M].北京:北京师范大学出版社,2012.

体外冲击波碎石的护理体会 第3篇

1 临床资料

在这些碎石患者当中, 年龄最大的82岁, 最小的15岁。结石最大的2.0 cm～2.2 cm, 最小的0.5 cm～0.6 cm。

2 治疗前准备

2.1 心理护理

医护人员要用通俗而简洁的语言, 根据患者的不同文化程度和理解能力进行术前宣教, 使其解除恐惧心理, 更好地配合治疗;必要时可以介绍一些成功病例或参观操作现场, 使患者树立信心。

2.2 排除禁忌

治疗前要做B超、肾盂造影、心电图、血尿常规、出凝血时间及肝肾功能等检查, 做尿培养排除泌尿系感染, 排除碎石禁忌证。

2.3 术前用药

有泌尿系感染患者术前给予有效抗生素, 控制感染, 可以碎石。术前预防性运用抗生素1 d, 高血压及严重心律失常的患者, 术前服用有效抗高血压及抗心律失常药, 待患者好转后再予以治疗, 碎石术前晚上口服镇静安眠药, 以减轻精神紧张。

2.4 皮肤及肠道准备

术前必须清除皮肤表面的油垢等物, 有利于冲击波传播, 提高疗效。碎石术前1 d, 特别是输尿管上中段结石要服缓泻药, 以减少肠内气体, 避免肠积气、积粪干扰影像, 阻碍冲击波传播。碎石前可禁食水, 防止恶心、呕吐症状发生。

3 体外碎石术后护理

3.1 碎石术后护理措施

碎石术后6 h内适当卧床休息, 6 h后多饮水、多运动, 促进结石排出, 适当应用抗炎、利尿、解痉药物, 口服排石药物, 如金钱草冲剂。部分患者因碎石排出引起术后绞痛, 可给予解痉灵、度冷丁解痉镇痛。

3.2 观察尿液

包括颜色及碎石沉渣。治疗后出现肉眼血尿几乎是不可避免的, 可以自行停止。护理上应注意血尿的颜色及消失时间, 鼓励患者多饮水, 必要时静脉输液, 使其增加血容量, 通过多排尿达到内冲洗的目的。对有导尿管患者要观察尿袋内尿液颜色、量及结石排出多少。

3.3 体位排石

根据结石的不同位置, 采用相应的活动促进排石, 如跳跃、变换体位、按摩、倒立拍击等, 以利于结石尽快排出。小的结石患者碎石后, 要鼓励多饮水、多运动。大的结石患者碎石后要患侧卧位, 叩击患处, 以利于结石尽快排出。

3.4 严密观察排石情况

嘱患者每次排尿都在清洁的容器内, 注意有无碎石颗粒, 并留标本, 便于确定进一步治疗方案及指导饮食情况。

3.5

年龄大的患者碎石后, 要注意监测血压及心电监测。

4 健康教育

金融行业数据中心布线冲击波 第4篇

中国工程建设标准化协会信息通信专业委员会综合布线工作组 (以下简称综合布线工作组) , 历时半年时间编写完成了《数据中心布线系统的设计与施工技术白皮书》。该白皮书集合了综合布线行业最权威专家, 最新技术应用, 最新国内外标准规范, 分析汇总了大量工程实例, 对工程设计与施工有着非常实际的技术指导作用。

该白皮书正式出版后, 综合布线工作组联合中国勘察设计协会《智能建筑与城市信息》杂志社, 开展了一系列的推广活动, 分别于7月18日、7月23日和8月1日在北京、上海、广州三地举办了“数据中心布线兵法2008全国技术推广会”。三站活动与会的200多家用户、设计及施工单位近400位代表纷纷对《数据中心布线系统设计与施工技术白皮书》给予了高度评价和认可。

在针对广大设计与施工单位专业技术人员交流的同时, 综合布线工作组非常重视与最终用户的沟通, 通过与“2008金融业数据中心虚拟化技术研讨会”及“IB商务沙龙2008 (上海) 电子信息机房智能化建设”等活动的合作, 为与会的金融系统专业业主代表提供并讲解了《数据中心布线系统的设计与施工技术白皮书》。中国银行信息中心生产运营、中国工商银行信息科技部系统处、中国人民银行金融信息管理中心、中国农业发展银行营运中心、北京银行科技部、中国证券登记结算公司、中国银河证券有限公司信息技术中心、中国人民银行清算总中心、中国平安银行数据中心 (上海) 、中国银行华东数据中心、中国银行华东信息中心、中国银行华东数据中心系统部、交通银行数据中心 (上海) 等30多家金融系统业主单位参与了上述研讨会和沙龙活动。代表们认为布线系统是数据中心最基础也是最关健的系统之一, 该白皮书很全面, 具有一定的实用性和可操作性, 表示在今后的数据中心项目建设中一定会参考借鉴其内容。在金融行业掀起了一轮数据中心布线冲击波。

爆炸冲击波伤害破坏作用定量分析 第5篇

关键词：爆炸,冲击波,峰值超压,立方根比例定律,蒸气云爆炸

研究表明,爆炸的破坏作用主要是由冲击波产生的。无论是化学性爆炸还是物理性爆炸都会形成冲击波。冲击波的破坏作用可用峰值超压、持续时间和冲量三个特征参数衡量。冲击波破坏伤害准则主要有超压准则、冲量准则和超压冲量准则等,其中最常用的是超压准则。定量分析爆炸冲击波的伤害破坏作用,先要确定爆炸产生的冲击波超压与爆炸能量间的关系,进而分析不同爆炸情形下产生的能量及伤害破坏作用。

1 冲击波破坏伤害作用的估算

冲击波是一种介质状态(压力、密度、温度等)突跃变化的强扰动传播,最常见的形式是空气冲击波,其传播速度大于声速。多数情况下,冲击波的破坏伤害作用是由超压引起的。超出周围压力的最大压力称为峰值超压Δp,一般情况下超压意味着侧向超压,即压力是在压力传感器与冲击波相垂直的条件下测量得到的。

1.1 冲击波超压的破坏伤害作用

峰值超压Δp可以达到数个甚至数十个大气压。冲击波超压对建筑物的破坏作用和对人员的伤害作用如表1和表2所示。

冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关。在其他条件相同的情况下,爆炸能量越大,冲击波强度越大,波阵面上的超压也越大。爆炸产生的冲击波是立体冲击波,它以爆炸点为中心,以球面或半球面向外扩展传播。随着半径增大,波阵面表面积增大,超压逐渐减弱。

1.2 立方根比例定律

立方根比例定律又称为Hopkinson-Cranz比例定律。两个几何相似但尺寸不同的同种炸药在相同的大气环境条件下爆炸,必然在相同的比例距离产生相似的冲击波。Hopkinson-Cranz比例距离见式(1)所示。

z=R/E1/3 (1)

式中:R为冲击距离,m;E为爆炸能量,kJ。

1.2.1 当量比例距离法

1973年,Baker提出用TNT当量比例距离估算超压。即冲击波超压可由TNT当量mTNT,以及距地面上爆炸源点的距离R来估算,见式(2)所示。

ze=R/mundefined (2)

式中:mTNT=E/QTNT,QTNT为TNT的爆炸当量能量,一般取平均值4 686 kJ/kg。

发生在平坦地面上的TNT爆炸产生的侧向峰值超压与比例距离间的关系如图1所示,其曲线关系可用式(3)描述。

undefined

式中:pa为周围环境压力。

在确定出TNT当量比例距离ze后,即可由图1直接查得爆炸产生的冲击波峰值超压,或根据式(3)计算求得。对于发生在敞开空间的远高于地面的爆炸,所得到的超压值应乘以0.5。

1.2.2 模拟比法

根据立方根比例定律和Baker TNT当量比例距离可以得出式(4)。

undefined

式中:R0为试验爆炸时目标与爆炸中心的距离,m;mTNT0为试验爆炸时TNT炸药量,kg;Δp为实际爆炸时目标处的超压,kPa;Δp0为试验爆炸时目标处的超压,kPa;α为实际爆炸与试验爆炸的无量纲模拟比。

式(4)表明,不同数量的TNT炸药发生爆炸时,如果目标与爆炸中心的距离之比等于TNT炸药量的三次方根之比,则所产生的冲击波超压相同。利用式(4)就可以根据某些已知炸药量的试验所测得的超压来确定在各种相应距离下任意炸药量(当量)爆炸时的超压。表3为1 000 kgTNT发生空中爆炸时,在与爆炸中心不同距离处测得的冲击波超压。大多数爆炸都被认为是发生在地面上的,由表3所得到的超压值应乘以2。如果已知距离爆炸中心R处冲击波的破坏伤害作用,还可以反推爆炸中心的爆炸能量。

1.3 冲击波对房屋的破坏

爆炸冲击波能不同程度地破坏周围的房屋和建筑设施,造成直接经济损失。房屋的破坏程度不仅与爆炸源性质、爆炸能量、冲击距离等因素有关,而且与房屋本身的结构有关。1968年Jarrett对100次爆炸事故(涉及TNT、硝化甘油、硝化棉和铝末混合炸药等爆炸物类型,药量从136.1 kg到2.4106 kg)系统调查研究的结果进行了归纳总结,得出了英式砖石结构房屋破坏程度与药量、距离间的关系,见式(5)所示。

undefined

式中:R为冲击波作用下的房屋破坏半径,m;K为破坏常数,与房屋破坏程度有关,其取值参见表4。

在精度不太高的财产损失计算中,根据B级破坏状况求出的半径可作为财产损失半径,并假定此半径内没有损失的财产与此半径外损失的财产相互抵消;也可以假定此半径范围内的财产全部损失,此半径外的财产完全没有损失。

2 物理性爆炸能量的计算

物理性爆炸如压力容器破裂时,爆炸能量与介质在容器内的物性相态和容器的容积有关。有的介质以气态存在,如空气、氧气、氢气等,有的以液态存在,如高温饱和水、液氨、液氯等液化气体。容积与压力相同而相态不同的介质,在容器破裂时的爆炸过程不同,爆炸产生的能量也不同。

2.1 气体介质压力容器的爆炸能量

盛装气体的压力容器在破裂时,气体膨胀所释放

的能量与压力容器的压力和容积有关。其爆炸过程是容器内的气体由容器破裂前的压力降至大气压力的一个简单膨胀过程,所以历时一般都很短,不管容器内介质的温度与周围大气存在多大的温差,都可以认为容器内的气体与大气无热量交换,即此时气体介质的膨胀是一个绝热膨胀过程。因此其爆炸能量亦即为气体介质膨胀所做的功,见式(6)所示。

undefined

式中:Eg为压缩气体介质压力容器的爆炸能量,kJ;p为爆炸前气体的绝对压力,MPa;V为压力容器的容积,m3;κ为气体的绝热指数,可按气体分子的组成近似确定,如双原子分子κ为1.4,三原子和四原子分子κ为1.2～1.3。常用气体绝热指数见表5。

绝热指数为1.4或接近1.4的空气、氮气、氧气、氢气和一氧化碳等双原子气体的爆炸能量见式(7)所示。

E双=C双V (7)

式中:E双为双原子气体介质压力容器的爆炸能量,kJ;C双为压缩气体的爆炸能量系数,kJ/m3。

C双undefined

C双是气体绝对压力p的函数,常用压力下压缩气体爆炸能量系数见表6。

对于干饱和水蒸气,κ=1.135,其爆炸能量可用式(8)计算。

Ev=CvV (8)

式中:Ev为干饱和水蒸气介质压力容器的爆炸能量,kJ;Cv为干饱和水蒸气的爆炸能量系数,kJ/m3。undefined常用压力下干饱和水蒸气的爆炸能量系数如表7所示。

2.2 气液两相介质压力容器的爆炸能量

液化气体和高温饱和水一般在容器内以气液两相存在,当容器破裂发生爆炸时,除了气体的急剧膨胀做功外,还有过热液体激烈的蒸发过程。在大多数情况下,这类容器内的饱和液体占有容器介质质量的绝大部分,它的爆破能量比饱和气体大得多,一般计算时不考虑气体膨胀做的功。过热状态下液体在容器破裂时释放的能量可按式(9)计算。

EgL=[(H1-H2)-(S1-S2)Tb]m (9)

式中:EgL为液化气体介质压力容器的爆炸能量,kJ;H1为爆炸前液化气体的焓,kJ/kg;H2为大气压力下液化气体的焓,kJ/kg;S1为爆炸前液化气体的熵,kJ/(kgK);S2为大气压力下液化气体的熵,kJ/(kgK);Tb为大气压力下液化气体的沸点,K;m为液化气体的质量,kg。

高温饱和水发生物理爆炸时,爆炸能量可由式(10)计算。

Ew=CwV (10)

式中:Ew为高温饱和水介质压力容器的爆炸能量,kJ;Cw为高温饱和水的爆炸能量系数,kJ/m3,参见表7;V为压力容器内饱和水的体积,m3。

2.3 液体介质压力容器的爆炸能量

介质为常温液体的压力容器发生物理性爆炸时,所释放的能量等于液体加压时所做的功,见式(11)。

undefined

式中:EL为液体介质压力容器的爆炸能量,J;p为爆炸前液体的绝对压力,Pa;p0为大气压力,Pa;V为压

力容器的容积,m3;at为压力p、温度t时液体的压缩系数,Pa-1。

3 化学性爆炸与蒸气云爆炸事故后果分析

化学性爆炸通常发生在容器、装置内部或某一局部空间,它是由于剧烈的化学反应(主要是燃烧反应)产生大量气体和热量所致的爆炸。

3.1 化学性爆炸能量的理论计算

爆炸性混合气体爆炸所放出的能量,可根据参与反应的可燃气体量和气体的燃烧热(高热值)直接计算求得,见式(12)所示。

E=VΔHc (12)

式中:E为化学性爆炸时的爆炸能量,kJ;V为参与爆炸反应的可燃气体(蒸气)在标准状态下的体积,Nm3;ΔHc为可燃气体(蒸气)的体积燃烧热,kJNm-3。

3.2 蒸气云爆炸事故后果分析

作为化学性爆炸的一种,蒸气云爆炸(VCEs,Vapor Cloud Explosions)是由于气体或易于挥发的液体可燃物的大量快速泄漏,与周围空气混合形成覆盖范围很大的“预混云”,在某一有限空间遇点火源而导致的爆炸。蒸气云爆炸主要因冲击波造成破坏和伤害。

根据蒸气云爆炸冲击波预测模型的特点和复杂性,可将其分成数值模型、物理模型和相关模型三种。数值模型大多数是基于CFD(Computational Fluid Dynamics)方法,由于其需要高性能的计算机以及模拟计算时间长等缺点,使得此方法在蒸气云模拟方面的应用和推广受到限制;物理模型属于简化模型,物理模型用简化的方法来描述蒸气云的物理过程,能够预测大范围内的爆炸超压,但由于其简化了蒸气云的爆炸过程,因而此类模型的模拟与预测精度受到影响。相关模型也就是缩放比率模型,是依靠实验结果而建立起来的,典型的蒸气云相关模型包括TNT当量模型、TNO模型、ME模型和CAM模型等。比较而言,相关模型更易应用于火灾风险评价领域,笔者重点讨论蒸气云爆炸的TNT当量法和TNO多能法。

3.2.1 TNT当量法估算蒸气云爆炸能量

TNT当量法是把蒸气云爆炸的破坏作用转化成TNT爆炸的破坏作用,可燃蒸气云爆炸时的TNT当量mTNT计算见式(13)所示。

undefined

式中:α为可燃蒸气云爆炸效率因子,统计平均值为0.04;m为蒸气云中可燃物的质量,kg。

爆炸效率因子是爆炸事故后果分析中最重要也是最难准确知道的参数,其范围为2%～20%。对于多数脂肪烃,通常推荐值是3%;对于某些烯烃,观察到的值大约是6%。含氧燃料趋向于高的效率因子,可以达到16%～18%。表8列出了一些物质的爆炸效率因子。

求出可燃蒸气云爆炸时的TNT当量后,由式(2)及图1或式(3)、式(4)及表3即可估算出冲击波超压大小及其破坏伤害作用。TNT当量法适用于很强的蒸气云爆炸且用以模拟爆炸远场时偏差较小,模拟爆炸近场时可能会高估蒸气云爆炸产生的超压。

3.2.2 TNO多能法估算蒸气云爆炸能量

TNO多能法由荷兰国家应用科学研究院(The Netherlands Organization for Applied Science Research, TNO)于1985年在大量的实验和数值研究基础上提出并逐步完善起来的,是目前模拟预测蒸气云爆炸的常用方法。

TNO多能法以半球形蒸气云为模型,假设中心点火,火焰以恒定的速度传播。通过数值模拟,得到如图2和图3所示的爆炸冲击波特性曲线。图2和图3分别给出了Sachs比拟侧向峰值超压Δps(Δp/pa)与Sachs比拟距离undefined及冲击波无量纲正相比拟距离undefined间的关系曲线。其中,Δp为侧向峰值超压,kPa;pa为周围环境压力,kPa;R为目标到蒸气云中心的距离,m;E为可燃蒸气云的爆炸能量,kJ;t+为冲击波正相持续时间,s;c0为周围环境的音速,m/s。

在图2和图3中,爆炸冲击波初始强度是一个可变参数,取值为1到10之间的任一整数。1代表最弱的初始强度,10代表最强的初始强度,即气体爆轰产生的爆炸强度。实线表示高强度的爆炸冲击波,虚线表示

低强度的爆炸冲击波。由图2和图3可以看出,在初始强度大于6或7的情况下,如果冲击距离大于某个临界值,爆炸强度几乎与初始强度无关。爆炸冲击波初始强度的大小与蒸气云所处空间的受限程度有关,其所处空间受限程度越大,对增加气云湍流度越有利,初始强度等级越高。根据前人的实际应用经验,在工程上应用多能法模拟计算蒸气云爆炸时,爆炸冲击波初始强度的选取依据如下:对于敞开空间区域,初始强度等级为1;对于敞开空间且有少量树木存在的区域,初始强度等级为2;对于敞开空间但一开始就存在湍流或由于喷射泄漏产生的湍流,初始强度等级为3;对于储罐库区等一定程度受限的空间,初始强度等级为7;对于工艺装备,初始强度等级为10。因此,对于一般的蒸气云爆炸,选取爆炸冲击波初始强度等级为7。选取爆炸冲击波初始强度等级为10进行蒸气云爆炸模拟计算是最保守的处理方法。

根据蒸气云爆炸初始强度和爆炸能量的不同选用爆炸冲击波特性曲线,就可以确定蒸气云爆炸产生的冲击波特性参数,再根据冲击波特性参数的大小估计目标的破坏伤害程度。

3.2.3 蒸气云爆轰产生的冲击波超压

蒸气云爆轰时,产生的冲击波正相超压满足关系见式(14)。

undefined

其适用范围为:undefined。

3.2.4 蒸气云爆轰伤害作用区域

假设化学计量比的丙烷空气混合物在低空发生爆轰,冲击波的伤害破坏作用区域分别估算如下,其计算精确度为95%。

(1)死亡区域半径。

人在冲击波作用下50%头部撞击致死的区域半径R1的计算见式(15)。

R1=1.980mundefined (15)

式中:R1为死亡半径,m;mp为蒸气云中可燃气体的丙烷当量,kg;undefined,其中Qp为丙烷的燃烧热,一般取50 290 kJkg-1。

(2)重伤区域半径。

重伤区域半径R2是指人在冲击波作用下50%耳鼓膜破裂的区域半径,对应的冲击波超压值为44 kPa。R2的计算见式(16)。

R2=9.187mundefined (16)

(3)轻伤区域半径。

轻伤区域半径R3是指人在冲击波作用下1%耳鼓膜破裂的区域半径,对应的冲击波超压值为17 kPa。R3的计算见式(17)。

R3=17.877mundefined (17)

3.2.5 蒸气云爆炸的冲击波损害半径

1979年,TNO根据真实气体蒸气云爆炸实验数据提出了计算蒸气云爆炸冲击波损害半径的经验公式,见式(18)。与丙烷当量模型相比,该模型计算结果相对保守,偏于安全。

R=C(NE)1/3 (18)

式中:R为冲击波损害半径,m;C为经验常数,取0.03～0.4,见表9;N为效率因子,与可燃蒸气云持续扩散所造成的浓度下降和燃烧效率有关,可近似取10%;E为可燃蒸气云的爆炸能量,kJ,E的计算方法与化学性爆炸能量的理论计算方法相同。

4 结束语

某新型火炮冲击波的生物效应研究 第6篇

1 材料与方法

1.1 实验动物

豚鼠:雄性, 体质健康, 体重300~400 g, 试验组60只, 对照组15只。羊:雄性, 体质健康, 体重20~30 kg, 试验组6只, 对照组1只。

1.2 仪器及耗材

冲击波传感器、全自动生化分析仪、离心机、负压采血管、剪刀、镊子、骨钳。

1.3 试验方法

1.3.1 实验动物的准备

实验前观察羊和豚鼠的呼吸频率、吃草饮水等情况, 并抽血检测羊的乳酸脱氢酶、肌酸激酶、醛固酮和皮质醇等生化指标。

1.3.2 实验动物布放

以0°、17°、60°射角射击时, 分别将1、3、5号实验羊固定于专用实验笼内并布放在炮手位, 2、4、6号羊布放于装填手位置, 羊的布放采取站立位, 模拟乘员实际情况, 头部相对固定, 耳部距地面约900 mm;以17°、60°射角射击时, 将豚鼠固定于专用实验笼内, 在炮手和装填手位置分别布放3笼豚鼠, 每笼5只, 豚鼠采用自然体位, 豚鼠笼放置在羊笼顶部, 距地面950 mm;对照组羊和豚鼠布放于掩体后方 (距炮约50 m) 。

1.3.3 生物效应测试

射击结束时, 采集颈静脉血, 并进行生化检测;于每次射击后一二小时活杀, 对体表和内脏器官系统进行全面大体检查, 并取心、肝、脾、肾、肺、脑标本, 经10%甲醛浸泡, 常规制片, HE染色, 经光学显微镜病理组织学观察。对豚鼠腹腔注射10%水合氯醛麻醉后进行解剖, 重点观察鼓膜损伤情况。

1.3.4统计学分析

应用SPSS 13.0软件进行统计分析。生化指标数据采用±s表示, 采用配对t检验进行分析, 以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 实验动物的一般情况

实验前, 羊和豚鼠自由饮水和进食, 生命体征正常;在实验过程中羊表现出挣扎样反应, 豚鼠表现出尖叫、惊吓等反应;实验后, 3和7号羊死亡。

2.2 大体解剖结果

2.2.1 羊

在大体解剖过程中发现, 2、6号羊肺部出现不同程度的充血, 有散在的瘀点、瘀斑;实验组所有羊两侧鼓膜全部爆裂伴出血;其他脏器大体观察均正常。

2.2.2 豚鼠

2.2.2. 1 豚鼠鼓膜损伤程度的划分等级[4,5]

鼓膜损伤程度主要依据鼓膜破裂 (即穿孔) 大小而异, 基本分5种病变, 见表1。

2.2.2. 2 豚鼠鼓膜损伤结果

该新型火炮17°和60°射角发射后, 对炮手位和装填手位60只豚鼠鼓膜进行解剖发现, 鼓膜有不同程度的损伤;对照组15只豚鼠鼓膜解剖未见异常。损伤结果见表2。

2.3 生化检测结果

经配对t检验分析, 发射该新型火炮可引起实验羊血液中醛固酮和皮质醇含量降低, 而乳酸脱氢酶活力升高 (P<0.05) , 可能由于冲击波对其脏器造成损伤或实验动物应激反应所致;其他生化指标变化无统计学意义。见表3。

2.4 病理检测结果

实验羊病理检测发现, 1只肝细胞中度肿胀, 5只肝细胞轻度肿胀, 2只肝脏间质中度炎细胞浸润, 1只肝脏间质轻度炎细胞浸润, 1只中央静脉中度扩张, 肝窦轻度淤血;2只肺间质轻度淤血, 1只肺间质中度淤血;2只肾间质轻度淤血。见表4。

3 讨论

冲击波是火炮发射出膛时在炮口周围形成的一种高速高压波, 其所致的生物损伤简称冲击伤。据报道, 影响冲击波损伤的的因素很多, 生物冲击伤主要与冲击波压力的传播速率和压力大小、压力上升时间、持续时间以及生物物种、周围环境压力有关[6]。

听器和肺是对冲击波最敏感的器官[7,8]。豚鼠和羊是测试冲击波生物效应的首选动物, 因豚鼠听觉发达, 能识别多种不同的声音, 当有尖锐的声音刺激时, 常表现耳廓微动, 为听觉耳动反射;羊的胸廓与成人胸廓相当, 羊的皮肤薄而柔软, 比较接近人的皮肤, 其肺淋巴引流较为规则, 易动态观察肺水肿的形成。本次实验结果表明, 动物内脏器官损伤主要与冲击波致伤有关, 本次研究在解剖中发现, 动物内脏器官损伤主要与冲击波致伤有关, 可引起听器、肺、肝损伤, 听器损伤主要表现为鼓膜充血、出血、穿孔, 外耳道积血, 豚鼠的鼓膜破损率达到100%;2只羊肺部出现不同程度的充血, 有散在的瘀点、瘀斑;实验组所有羊两侧鼓膜全部爆裂;其他脏器大体观察均正常。在组织病理学检测方面, 实验羊肺间质轻度、中度淤血, 与杨志焕等[2,9]报道的结果是一致的;肝脏表现为肝细胞轻度、中度肿胀, 肝脏间质轻度、中度炎细胞浸润, 中央静脉中度扩张, 肝窦轻度淤血等;在生化指标方面, 羊血中醛固酮和皮质醇含量降低, 而乳酸脱氢酶的活力升高, 可能与羊应激和脏器受损有关。有待进一步研究。研究冲击波的生物效应最终目的是要归结到对作业人员的防护上, 目前冲击波对人员损伤效应的研究报道不多, 主要通过大量大动物实验的结果外推到人, 迄今尚未形成安全限值标准, 损伤程度与冲击波的量效关系累积效应都是今后值得研究的重要课题[10,11]。

本次研究初步探讨了该新型火炮炮口冲击波的生物效应, 为评估该火炮的综合性能提供了一定的基础数据, 对弹药优化设计和炮口冲击波的防护也有一定意义。

参考文献

[1]Helling ER.Otologic blast injuries due to the Kenya embassy bombing[J].Mil Med, 2004, 169:872-876.

[2]杨志焕, 王正国, 李晓炎, 等.炮口冲击波的生物效应研究[J].弹道学报, 2000, 12 (3) :55-58.

[3]Moe JB, Clifford CB, Sharpnack DD.Effects of blast waves on nonauditory epithelial tissues.Basic and applied aspoects of noise induced bearing loss[M].Plenum Publishing, 1986:473-486.

[4]梁之安, 冯俊明, 杨琼华.压力波对听觉器官的致伤作用——Ι.致伤部位和损伤特性[J].生理学报, 1983, 35 (4) :369-377.

[5]李朝军, 刘兆华, 朱佩芳, 等.冲击波负压暴露对豚鼠鼓膜和听骨链的损伤效应[J].中华创伤杂志, 2006, 22 (8) :617-622.

[6]杨志焕, 周继红, 康建毅, 等.爆炸冲击波生物效应评估进展[J].野战外科通讯, 2006, 31 (3) :8-12.

[7]李兵仓, 张良潮, 陈志强, 等.某榴弹致伤绵羊后的破片伤和冲击伤[J].中华创伤杂志, 1999, 15 (6) :451-454.

[8]杨志焕, 王正国, 唐承功, 等.炮口冲击波的生物效应及其对人员内脏损伤的安全限值[J].振动与冲击, 1999 (4) :39-45.

[9]杨志焕, 王正国, 李晓炎, 等.炮口冲击波引起的山羊病理形态学改变[J].第三军医大学学报, 2000, 22 (7) :639-641.

[10]范俊奇, 董宏晓, 高永红, 等.爆炸冲击波作用下工事舱室内动物损伤效应试验研究[J].振动与冲击, 2013, 32 (19) :43-47.

无线监控冲击波测试系统的研究 第7篇

目前常用的冲击波场超压测试方法有引线电测试法和存储测试法。引线电测试法是将压力传感器置于爆炸测试现场,信号记录仪及计算机等设备置于远离现场的掩体内,测试信号通过电缆传输[2]。这种方法存在两个问题:一是布置电缆引线费时费力;二是电起爆信号和爆炸产生的电磁干扰通过电缆引线耦合进入测试系统,常会造成误触发或带来很大噪声[3]。存储测试法是将由传感器、适配电路、A/D转换器、存储器、控制电路、接口电路以及电源等组成一个微型化测试系统置于爆炸现场,记录完毕后回收测试系统。其存在的不足为:一是无法实时监测系统状态;二是不能第一时间获取测试数据,回收过程可能存在耗时长、回收困难或意外掉电等风险。因此,如何保证测试者能够安全有效地对记录设备进行实时监控且快速地完成测试并完整地读取测试数据已经成为一项亟待解决的课题。

笔者基于存储测试、无线通信等技术,设计了应用于冲击波超压测试的兼有无线监控和存储测试的系统,弥补了现有方法的不足并解决了爆炸环境中测试数据的无线控制问题,实现了具有无线控制功能和有效数据存储的冲击波场超压测试新方法。

1 系统组成及工作原理

本系统主要包括无线通信和存储测试装置两部分,其系统如图1所示。

系统上电后测试装置处于循环记录状态,无线主机以广播的方式发送触发信号,无线从机收到命令控制测试装置进入单次采集状态,开始顺序记录数据负延时存储,在采集完毕后装置进入低功耗状态,等待主机以点名的方式回收读数。

2 存储装置的设计

本存储装置使用CPLD结合AVR单片机共同控制两片NAND结构闪存,其结构如图2所示。

模拟信号调理电路将传感器输出的模拟信号进行放大、滤波等处理后输入A/D转换器AD7492。A/D转换器用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。CPLD主要用于需同时完成的同步信号,如地址发生器、时钟等的数字逻辑。单片机完成判断、运算和控制。CPLD和单片机控制A/D转换器和双Flash闪存进行存储操作。数据存储完毕后,测试系统进入休眠状态以降低功耗。数据可以由单片机控制通过USB芯片传输给计算机,也可以由CPLD控制将数据传给无线通信模块。

2.1 传感器的选择

传感器是测试技术的核心[4],本系统采用美国PCB公司生产的PCB113系列ICP压力传感器113B03进行爆炸冲击波的测试,其特性参数如下:

灵敏度 0.056 6pC/kPa

最大压力值 103.425MPa

抗冲击最大值 20kg

经受住的最大温度 1 649℃

该类型传感器与冲击波存储电路仅需要一条线即可实现通讯,并且在使用中不需要任何外围元件,具有体积小、响应速度快及精度高等优点,但需恒流源供电,且有直流偏置电压,所以须给传感器提供信号转换电路和调理电路,把冲击波信号调理到合适的电压范围内,方便后续电路进一步对信号处理[5]。

2.2 存储实现原理

本系统使用两片三星公司的NAND闪存K9F4G08U0A-PIBO,单片容量为512MByte。该闪存的特点是数据按页(2KByte)模式进行写操作,按块(128KByte)进行擦除,对一页数据编程进入非易失介质的典型时间为200μs。AD采集的数据先进入CPLD,分低8位和高6位两次写入闪存。闪存的一页数据写满后,即可进行编程,切换到另一片进行写数据。完成信号存储的主要功能模块是存储器、地址发生器及负延迟计数器等。触发前,循环记录数据存储。在接收到触发信号后,负延迟计数器开始计数,且数据转向第二单元进行顺序记录,计数结束后地址发生器停止工作,冲击波超压信号得以存储。负延时功能可以将触发前的一段信息有效地保存,从而得到完整的超压测试曲线,待记录完毕后进入休眠状态,等待读数。

3 无线控制技术

为便于操作人员能够在安全距离外即时监控系统状态,确保无线通信的畅通和记录仪状态的正常,无线通信模块的主要任务就是实现计算机和存储测试装置之间指令和数据的无线传输。

根据文献[6]中附录c超压场对人体杀伤判据的依据,计算机控制处的冲击波超压应小于0.03MPa,计算机控制处距爆炸中心的距离一般为几百米。因此本系统无线射频收发芯片选用nRF905。nRF905是挪威Nordic公司推出的单片无线收发一体的芯片,工作电压为1.9～3.6V,可通过编程工作于433/868/915MHz 3个ISM频段,使用SPI接口与微处理器通信,配置非常方便,GFSK调制,可以支持多达125个频道的跳频通信和多点通信,内置硬件CRC[7]。主控芯片采用宏晶科技的STC10F08XE单片机,单时钟/单机器周期的高速度、低功耗、超强抗干扰的8051内核单片机,运用串行的RS232串口与外部目标数据存储器相连。

无线主机主要接收计算机的指令,进行指令判读并执行相应操作,完成指令的无线发送。引爆前计算机通过中断方式给出触发信号,无线主机接收到中断信号后以广播方式发送。无线从机接收到信号后输出相应指令,进行判断、执行和设置参数,完成对存储测试装置触发和采集控制。测试存储完毕后无线从机发送存储装置的状态信息,等待主机的点名读数。

4 软件设计

本设计借助VB语言面向对象的设计思想、可视化功能和Matlab强大的数学计算能力开发基于Windows XP平台的软件系统,以对操作人员友好的软面板为人机界面。

测试前操作人员对无线模块连接测试装置,进行状态读取触发电平编程、系统增益编程及无线从机状态设置等一系列操作,存储系统执行完毕后由无线从机向主机反馈状态信息,无误后主机发送触发命令。系统主控制程序流程如图3所示。

5 试验结果

本系统经过实验室做标定和多次模拟试验后在靶场进行了冲击波超压测试实爆试验:12个超压传感器位于第Ⅲ象限,距爆心8、14、19、23m处各布3个与地面平齐的传感器。测试场布置如图4所示。图5为测量超压值典型曲线,分析了图4中5#装置和8#装置由弹片击中引起的弹道波信号和爆炸时的地震波信号。

分析测试曲线可知,冲击波信号前有弹片击中引起的弹道波信号和爆炸时地震波信号。图5a中5#装置冲击波峰值为0.626MPa,到达时间6.708ms,理论冲击波数据为0.571 9MPa;图5b中8#装置峰值为0.380 3MPa,持续时间为4.900ms,在信号前有3.8ms的噪声信号,理论冲击波数据为0.355 2MPa。以上实测数据与理论冲击波数据相比较均为有效数据。

6 结束语

该系统将无线控制技术应用于大威力爆炸冲击波场中,试验表明其具有操作简单、稳定可靠、无需引大量的线缆及抗干扰等优点。在爆炸环境恶劣的条件下能够实现远程监控,快速检测整个系统,实时得知测试系统的运行状况,因此在其它爆炸测试系统领域有很好的应用前景和推广价值。

摘要：介绍了一种应用于冲击波超压测试中的无线监控负延时存储测试系统,它由传感器、模拟适配调理电路、A/D变换器、存储器、控制电路、接口和电池组成,其存储装置由AVR单片机与CPLD共同控制两片NAND闪存,使用负延时功能实现高速完整存储。该系统具有可无线遥控、体积小、微功耗及抗高冲击等特点,适合于恶劣环境下数据记录和及时回传。

关键词：冲击波超压,无线监控,存储测试

参考文献

[1]杨泽望,潘保青,孙鹏举.基于存储测试技术的强冲击波测量系统的设计与应用[J].飞行器测控学报,2005,25(3):87～91.

[2]张志杰,王代华,王文廉等.具有无线数据传输与控制功能的冲击波超压测试系统[J].计测技术,2010,30(1):85～89.

[3]马铁华,祖静.冲击波超压存储测试技术研究[J].仪器仪表学报,2004,25(z1):134～135.

[4]许辉,文丰,翟成瑞等.水下爆炸冲击波数据记录仪的设计与实现[J].微计算机信息,2007,23(1):143～145.

[5]董冰玉,杜红棉,祖静.基于无线控制的冲击波超压测试系统[J].传感器技术学报,2010,23(2):123～126.

[6]GJB 5212-2004,云爆弹定型试验规程[S].北京:总装备部军标出版发行部,2004.