Explosionsradius-Rechner

Dieser Explosionsradius-Rechner schätzt die Entfernung, in der eine Explosion in kondensierter Phase noch einen gewählten seitlichen Spitzenüberdruck erzeugt. Geben Sie die Sprengstoffmasse in Kilogramm, einen TNT-Äquivalenzfaktor und einen Zielüberdruck in Kilopascal ein. Die Engine wandelt die Ladung in TNT-äquivalente Masse um, invertiert die Kinney–Graham-Überdruckkurve im reduzierten Abstand mit einer festen Bisektion und liefert den Hopkinson–Cranz-Radius in Metern. Typische Screening-Schwellen liegen bei etwa sieben Kilopascal für Glasbruch und etwa fünfunddreißig Kilopascal für schwere Gebäudeschäden. Das Modell ist eine Freifeld-Luftstoß-Idealisierung: Es lässt Reflexionen, Einschluss, Gelände und Verletzungen aus.

Was reduzierter Abstand und Spitzenüberdruck bedeuten

Die Kubikwurzel-Skalierung nach Hopkinson–Cranz ist der übliche Weg erster Ordnung, Luftstöße unterschiedlicher Ladungsmassen zu vergleichen. Zwei geometrisch ähnliche Explosionen erzeugen denselben Spitzenüberdruck beim selben reduzierten Abstand Z, definiert als physikalischer Radius R geteilt durch die Kubikwurzel der TNT-äquivalenten Masse W. Deshalb reichen acht Kilogramm TNT beim selben Überdruck doppelt so weit wie ein Kilogramm: die Kubikwurzel von acht ist zwei.

Die TNT-Äquivalenz wandelt einen realen Sprengstoff über einen veröffentlichten Relativwirksamkeitsfaktor in eine äquivalente TNT-Masse um, sodass eine Ladung aus C-4, ANFO oder Schwarzpulver nach der Multiplikation mit derselben Überdruckkurve gesichtet werden kann. Dieser Rechner invertiert anschließend die seitliche Überdruckformel von Kinney–Graham von 1985, die das Verhältnis von Spitzenüberdruck zu Standardatmosphärendruck als glatte, fallende Funktion von Z angibt. Das Verhältnis verwendet das geschlossene Produkt dreier Quadratwurzel-Nenner, die Kinney und Graham an Freifeld-Luftstoßdaten anpassten, mit P-null gleich einhunderteins Punkt drei zwei fünf Kilopascal.

Löst man Z bei Ihrem Zielüberdruck und multipliziert mit der Kubikwurzel von W, ergibt sich der Radius in Metern. Der seitliche Spitzenüberdruck ist der plötzliche Drucksprung über dem Umgebungsdruck auf einer Fläche parallel zur Stoßfront; er ist nicht der reflektierte Druck an einer zugewandten Wand, nicht der Impuls und nicht ein Splitterradius. Übliche Planungspunkte umfassen rund sieben Kilopascal, nahe einem Pfund pro Quadratzoll, für Glasbruch und rund fünfunddreißig Kilopascal, nahe fünf Pfund pro Quadratzoll, für schwere Bauschäden.

Diese Punkte sind Screening-Zahlen, keine Verletzungskriterien. Die Engine ist ein Punktquellen-Freifeldmodell: Sie kennt keine Bodenreflexion, keine Straßenschlucht, keinen Bunker und kein Monte-Carlo-Wetter.

Wohin eine Explosionsradius-Schätzung gehört — und wohin nicht

Verfahrenssicherheitsingenieure nutzen einen Explosionsradius im reduzierten Abstand als erste Kontur beim Sichten der Lagerung energetischer Stoffe, bei Unfallfolge-Skizzen oder beim Sicherheitsabstand um eine Prozesseinheit, bevor jemand ein vollständiges Kingery–Bulmash-Arbeitsbuch oder eine numerische Strömungssimulation öffnet. Lehrkräfte und Studierende begegnen derselben Kubikwurzel-Identität in Kursen zur Explosionsphysik und zum Zivilschutz: gegeben Masse, TNT-Äquivalenz und ein Lehrbuch-Überdruck, wie groß ist R, und verdoppelt die achtfache Masse wirklich die Entfernung.

Bevorzugen Sie sie, wenn Sie bereits eine Ladungsmasse, einen veröffentlichten TNT-Faktor und eine Freifeld-Überdruckschwelle in Kilopascal haben; rechnen Sie zuerst Pfund und Pfund pro Quadratzoll um, falls Ihr Quelldokument imperial ist. Halten Sie Anfragen innerhalb der dokumentierten Grenzen, pinnen Sie den gerundeten Radius in Tests und bedenken Sie, dass Boden, Gebäude und Einschluss die wahre Kontur um einen großen Faktor verschieben können. Kombinieren Sie den Rechner mit anderen kostenlosen, deterministischen Physikhilfen, wenn Sie ein kleines Labor von Screening-Werkzeugen zusammenstellen und kein vollständiges Folgenmodell.