关注的问题有两个:
(1)高温等离子刀进入海水是否会发生水蒸气爆炸;
(2)水下爆炸的威力。
1 水蒸气爆炸
蒸汽爆炸,是指液体急剧沸腾产生大量过热而引发的一种爆炸式沸腾现象,属于“物理爆炸”。在现实中,炽热的熔融金属、电石以及赤热的焦碳等与水接触,瞬间生成大量的水蒸气,会因体积急剧膨胀而引起水蒸气爆炸。下面两起事故都是高温物体接触地面积水引起的,并不是常见的密闭容器爆炸。
1970年4月23日晚,日本富山县特种金属冶炼厂,工人准备把炼镍电炉排出的熔融矿渣运到处理场。在进行注水粉碎作业时,开始矿渣流出缓慢,但后来流速变快,大量熔融的矿渣流至地面积水处,引起水蒸气爆炸。这次爆炸造成35人受伤,周围500m范围内建筑物的玻璃遭到破坏,甚至在20km远的高冈市也能听到爆炸声。
1982年8月16日,我国武钢炼铁厂也发生了铁水外溢引起的水蒸气爆炸,死亡14人。操作者误将装有76t铁水的重罐当作空罐吊运,由于超负荷,吊车吊起后,重罐迅速下坠,罐底坠到罐坑边缘,罐体猛然倾斜,铁水冲出流入坑内,与坑内积水相遇立即引起爆炸。
钢水温度约为1500℃左右,这样的条件即可引起水蒸气爆炸。根据动画中的描述,高温等离子刀能够快速切割金属,温度至少在3000℃以上。所以进入水下时引起的水蒸气爆炸会更加剧烈。
2.水下爆炸的威力
水下爆炸过程包括:初始爆轰、冲击波、爆轰物形成的气泡,气泡坍塌产生脉动压力及高速射流冲击。这里爆轰介质就是高温水蒸气。由于水的密度高于空气约1000倍而且基本不可压缩,所以水下爆炸的威力比空气中爆炸的威力至少大4倍。
基本过程为高温等离子刀浸入海水在一瞬间产生大量的高温、高压水蒸气,强烈挤压周围的海水,使其压力、密度迅速升高,形成初始冲击波。冲击波会对机甲造成较为严重的损伤。除此以外还有水蒸气气泡内外压力差形成的气泡滞后流对机体造成脉动压力载荷。较大载荷对机体也会形成严重损伤。
另外,水下爆炸威力大也是鱼雷至今存在的理由之一。
参考文献:
[1] 蒸汽爆炸系列讲座—水蒸气爆炸
[2] 水下爆炸对舰船结构损伤特征研究综述
(1)高温等离子刀进入海水是否会发生水蒸气爆炸;
(2)水下爆炸的威力。
1 水蒸气爆炸
蒸汽爆炸,是指液体急剧沸腾产生大量过热而引发的一种爆炸式沸腾现象,属于“物理爆炸”。在现实中,炽热的熔融金属、电石以及赤热的焦碳等与水接触,瞬间生成大量的水蒸气,会因体积急剧膨胀而引起水蒸气爆炸。下面两起事故都是高温物体接触地面积水引起的,并不是常见的密闭容器爆炸。
1970年4月23日晚,日本富山县特种金属冶炼厂,工人准备把炼镍电炉排出的熔融矿渣运到处理场。在进行注水粉碎作业时,开始矿渣流出缓慢,但后来流速变快,大量熔融的矿渣流至地面积水处,引起水蒸气爆炸。这次爆炸造成35人受伤,周围500m范围内建筑物的玻璃遭到破坏,甚至在20km远的高冈市也能听到爆炸声。
1982年8月16日,我国武钢炼铁厂也发生了铁水外溢引起的水蒸气爆炸,死亡14人。操作者误将装有76t铁水的重罐当作空罐吊运,由于超负荷,吊车吊起后,重罐迅速下坠,罐底坠到罐坑边缘,罐体猛然倾斜,铁水冲出流入坑内,与坑内积水相遇立即引起爆炸。
钢水温度约为1500℃左右,这样的条件即可引起水蒸气爆炸。根据动画中的描述,高温等离子刀能够快速切割金属,温度至少在3000℃以上。所以进入水下时引起的水蒸气爆炸会更加剧烈。
2.水下爆炸的威力
水下爆炸过程包括:初始爆轰、冲击波、爆轰物形成的气泡,气泡坍塌产生脉动压力及高速射流冲击。这里爆轰介质就是高温水蒸气。由于水的密度高于空气约1000倍而且基本不可压缩,所以水下爆炸的威力比空气中爆炸的威力至少大4倍。
基本过程为高温等离子刀浸入海水在一瞬间产生大量的高温、高压水蒸气,强烈挤压周围的海水,使其压力、密度迅速升高,形成初始冲击波。冲击波会对机甲造成较为严重的损伤。除此以外还有水蒸气气泡内外压力差形成的气泡滞后流对机体造成脉动压力载荷。较大载荷对机体也会形成严重损伤。
另外,水下爆炸威力大也是鱼雷至今存在的理由之一。
参考文献:
[1] 蒸汽爆炸系列讲座—水蒸气爆炸
[2] 水下爆炸对舰船结构损伤特征研究综述













