今日话题——关于气瓶安全泄放量以及氢气爆破能量的一个计算
气瓶的安全泄放面积是指在气瓶出现超压等危险情况时，能够确保气体安全泄放的最小开口面积，确保气瓶不发生超压而引起爆炸，这也和我昨天发的文章向结合，我们怕的不是气瓶的气体，而是气瓶爆破后所带来的冲击波。
一、那我们就先计算一下1公斤氢气的 70MPa 容器爆炸后相当于多少 TNT？
计算氢气的物质的量
已知氢气的质量 ，氢气的摩尔质量 ，根据物质的量计算公式 ，可得氢气的物质的量 。
计算氢气燃烧反应的热化学方程式
氢气燃烧的化学方程式为 ， ，即 氢气完全燃烧放出 的热量，那么 氢气完全燃烧放出的热量为 。
计算一公斤氢气完全燃烧释放的能量
由上述可知 氢气完全燃烧放出 热量，那么 氢气完全燃烧释放的能量 。
将氢气释放的能量换算为相当于 TNT 的质量
已知 TNT 爆炸释放的能量约为 ，设相当于 TNT，则可列出方程：
解方程可得
所以，装有一公斤氢气的 70MPa 容器爆炸后相当于约 TNT 爆炸所释放的能量。
（注意，这是理论估算）
二、气体泄放计算公式（这个泄放公式我个人认为是不太适用于IV储氢气瓶的）
关于安全泄放面积这个事事，我之前写过许多文章讨论过（有兴趣的小伙伴可以看看之前的文章），我认为不能盲目的去扩大TPRD的泄放直径，应该尽可能的减少泄放直径，只要试验爆破压力平衡，就可以满足安全要求，保障人员撤离。若一味的扩大喷射面积，一是造成喷火火龙过大，人员无法从车上撤离，其次过大的火龙也会对周边车辆和建筑物带上伤害。
对于压缩气体气瓶，一般可根据理想气体状态方程和流动方程来推导安全泄放面积的计算公式。常用的公式为：
其中，(A)为安全泄放面积（(m^2)，W)为泄放气体的质量流量（(kg/s)）；(C)为泄放系数，一般取0.6-0.7；(K)为气体的绝热指数；(p)为泄放压力（Pa）；(M)为气体的摩尔质量(kg/mol）(Z)为气体的压缩因子；(T)为泄放温度（K）。
相关标准规定
GB/T 16914-2012《燃气燃烧器具安全技术条件》：规定了不同类型燃气气瓶在不同压力和容量下的安全泄放装置的最小泄放面积要求。例如，对于常见的家用液化石油气钢瓶，其安全泄放装置的泄放面积应根据瓶内介质的特性、充装量等因素进行计算和设计，以确保在瓶内压力达到规定的安全限值时能够及时有效地泄放气体。
ISO 4705:2016《Gas cylinders — Cylinder valves for non-refillable cylinders》：规定了不可再充装气瓶的阀门安全泄放面积的计算方法和要求。根据该标准，安全泄放面积应根据气瓶的设计压力、容积、介质特性等因素进行确定，以保证在气瓶发生意外超压时，能够通过阀门的安全泄放装置迅速将气体排出，防止气瓶破裂或爆炸等事故的发生。
