Walidacja — chmura termobaryczna (FAE)
E = m × LHV, ekwiwalent TNT = E_blast/4.184, fill_ratio chmury, liniowość z masą i sprawnością.
✓
10/10 asercji zdanych
Walidacja: ✓ ZALICZONA
Obliczono: 2026-07-08 02:29:33 UTC · PHP 8.1.2-1ubuntu2.24
Niezmienniki fizyczne
| Stan | Asercja | Wynik | Oczekiwane |
|---|---|---|---|
| ✓ | chemical_energy_mj > 0 dla m=100 kg węglowodoru Energia chemiczna = m × LHV. Węglowodory: LHV ≈ 40-50 MJ/kg. |
4300.0 MJ | > 0 |
| ✓ | blast_energy(η=36%) = 2× blast_energy(η=18%) Sprzężenie η liniowo skaluje energię wybuchu: E_blast = E_chem × η/100. |
2 | 2 |
| ✓ | E(200 kg) = 2 × E(100 kg): liniowość z masą Energia E = m × LHV: liniowa z masą paliwa. |
2 | 2 |
| ✓ | tnt_kg = blast_energy_mj / 4.184 Ekwiwalent TNT: 1 kg TNT = 4.184 MJ (definicja NIST). |
184,9904 kg | 184,9904 kg |
| ✓ | tnt_kg > 0 Ekwiwalent TNT musi być dodatni dla m > 0 i η > 0. |
184.990 kg | > 0 |
| ✓ | fill_ratio: mała chmura > duża (ta sama masa) Przy tej samej masie paliwa: większy promień → mniejszy fill_ratio (rzadsza mieszanka). |
0,001 < 1,146 | rosnąca kolejność |
| ✓ | air_volume_m3 > 0 (tlen z powietrza do spalania) Termobaryczne paliwa wymagają powietrza (tlenu) do spalania. |
1200.00 m³ | > 0 |
| ✓ | V(r=20) / V(r=10) = 8 (skalowanie r³) V = 4/3·π·r³: podwojenie promienia → 8× objętość (skalowanie sześcianowe). |
8 | 8 |
| ✓ | air_needed: mieszanka uboga (φ=0.5) > bogata (φ=2.0) Mieszanka uboga (φ<1): więcej powietrza na kg paliwa niż stechiometryczna. |
367,500 kg < 1 470,000 kg | rosnąca kolejność |
| ✓ | blast_energy ≤ chemical_energy (η ≤ 100%) Energia wybuchu nie może przekraczać energii chemicznej (II zasada termodynamiki). |
774.0 ≤ 4300.0 MJ | blast ≤ chem |
Porównanie z benchmarkami
Benchmarki obejmują wyłącznie te części modelu, które są jawnie liczone przez kalkulator: bilans energii chemicznej, konwersję na TNT, geometrię chmury i liniowe sprzężenie energii.
| Benchmark | Wynik modelu | Punkt odniesienia | Ocena |
|---|---|---|---|
| Wartość opałowa węglowodorowego paliwa porównawczego Benchmark sprawdza skalę energii chemicznej, a nie szczegóły konkretnej kompozycji paliwa. |
43.00 MJ/kg | zakres dydaktyczny 40-50 MJ/kg dla lekkich węglowodorów | Jakościowy ✓ |
| Definicja ekwiwalentu TNT Stała 4,184 MJ/kg TNT jest definicyjnym punktem odniesienia dla konwersji energii. |
184.990 kg TNT | Eblast / 4,184 MJ/kg = 184.990 kg TNT | Jakościowy ✓ |
| Objętość chmury skaluje się jak r^3 To kontrola geometrii chmury, niezależna od doboru paliwa i sprzężenia energii. |
V20/V10 = 8.000 | dla kuli: (20/10)^3 = 8 | Jakościowy ✓ |
| Sprzężenie energii podmuchu jest liniowe Model nie symuluje turbulencji ani płomienia; walidowany jest bilans energetyczny użyty przez kalkulator. |
E36/E18 = 2.000 | podwojenie coupling 18%→36% daje 2x energii sprzężonej | Jakościowy ✓ |
Kontekst metodologiczny:
Ten kalkulator jest bilansem porównawczym, nie modelem CFD spalania chmury. Dlatego benchmarki nie udają dokładnej predykcji nadciśnienia: potwierdzają, że energia, objętość i ekwiwalent TNT są liczone w prawidłowej skali i jednostkach.
Zakres walidacji
Sprawdzone: liniowość E z masą, definicja TNT, skalowanie V∝r³, sprawność sprzężenia, powietrze potrzebne do spalania.
Audyt modelu: Chmura termobaryczna
Kalkulator porównuje energię mieszaniny paliwo-powietrze, wymagane powietrze stechiometryczne, rozmiar chmury i efektywny równoważnik TNT.
Najważniejsze uproszczenia
- Nie modeluje rozpylenia, turbulencji ani zapłonu.
- Sprzężenie energii z falą jest parametrem efektywnym.
- Nie rozróżnia deflagracji, detonacji i spalania częściowego.
Co można liczyć dokładniej
- Dodać czas spalania i impuls długiej fazy jako zakres, nie jedną liczbę.
- Dodać wpływ przeszkód i częściowego wymieszania paliwa.
- Połączyć z TNT equivalent i podmuchem tylko jako porównanie energii.