水幕抑制油气泄漏扩散及爆炸传播规律研究

采用数值模拟方法,以油罐泄漏的油气为研究对象,分析水幕抑制油气泄漏扩散及爆炸事故的演变规律。容积为5 000 m3油罐泄漏的油气以0.25 m/s的速率释放600 s时,距泄漏源4 m处体积分数达到1.6%,超过油气爆炸下限。水幕喷射80 s时水幕后方区域油气体积分数低于爆炸下限的1/2,喷射250 s时仅泄漏源周边油气达到爆炸下限;无水幕时,监测点爆炸超压峰值为10.2 kPa,温度峰值为2 360 K;添加1道水幕后,爆炸超压峰值下降到2.8 kPa,温度峰值下降到1 813 K;水幕数目分别为1、2、3、4时,爆炸超压峰值分别为2.80、1.42、1.30、1.10 kPa,温度峰值分别为1 813、1 210、993、382 K。水幕数量为4道时,抑制高温峰值效果明显。     

密闭管道内爆炸下限甲烷-空气混合及爆炸规律

探索爆炸下限的甲烷浓度分布对密闭管道内混合气体爆炸传播规律的影响。采用实验研究和数值模拟,分析管道内爆炸下限的甲烷-空气不均匀分布对混合气体爆炸超压、火焰传播距离、火焰传播速度的影响,并分析点火位置对混合气体可燃性的影响、管道长度对火焰传播的影响。相比于均匀混合气体,非均匀混合气体爆炸超压峰值更大,火焰传播速度更快。小尺度管道的长度增大,非均匀混合气体最大瞬态火焰传播速度随之增大。     

埋地燃气管道泄漏流量及扩散规律的实验研究

分析埋地燃气管道泄漏时,泄漏燃气在土壤中以及地下空腔的扩散规律,研究燃气压力、管道埋深、泄漏方向、泄漏点位置等因素对泄漏燃气体积分数的影响。以天然气为实验气体,开展两组实验:1中压燃气泄漏的9种工况实验,表明:土壤中泄漏天然气体积分数随泄漏时间变化符合S型曲线,且在发生泄漏时,管道埋深越深,泄漏燃气在土壤中的扩散范围越大;泄漏口方向对泄漏燃气扩散的方向具有较大影响。2低压燃气泄漏至密闭空腔的7种工况,表明:空腔前无障碍物时,泄漏到空腔内的燃气量较多,但处于爆炸极限范围内的时间较短;有障碍物时,空腔达到爆炸下限的时间延长,但处于爆炸极限范围内的时间更长;空腔内达到爆炸上下限所需时间与泄漏点距空腔中心距离成指数函数关系,距离越近,达到爆炸上下限的时间越短;燃气泄漏流量与泄漏点距空腔中心的距离成二次方函数关系,距离越近,泄漏流量越大。     

室内燃气泄漏扩散模拟研究

针对某住宅,利用FLACS子模块前处理器CASD的geomety板块构建三维几何模型,采用FLACS软件对室内燃气(设置为纯甲烷)泄漏扩散进行模拟计算。当室内燃气泄漏时,靠近泄漏口位置燃气体积分数最大。随着泄漏时间持续,燃气在房间内呈现非均匀分布状态。受浮力影响,泄漏燃气向屋顶扩散并聚积,因房间处于密闭状态,燃气体积分数处于爆炸范围的危险区域较大。泄漏方向对可爆炸气云分布起关键作用。当泄漏方向为竖直向上时,泄漏燃气会先在厨房内聚积。当泄漏方向为水平指向厨房门时,可爆炸气云会穿过厨房门扩散至入户墙。入户墙上往往设有入户灯开关,一旦有人进屋开灯,极易产生电火花,爆炸风险很大。     

高后果区天然气管道泄漏扩散的数值模拟

高后果区具有人口密度大及建构筑物集中的特点,其内的天然气管道一旦发生泄漏,人员伤亡及财产损失相对于其他地区更为严重。应用Fluent软件对某高后果区天然气管道泄漏扩散进行二维稳态数值模拟,分析了天然气管道在不同风速、不同泄漏位置以及不同输气压力时的泄漏扩散情况。模拟结果表明,风速对甲烷的扩散有较大的影响,随风速增大,甲烷爆炸范围有先增大后减小的趋势,甲烷扩散的敏感风速为3～5 m/s。管道的泄漏位置对甲烷的扩散影响也较大,管道背风侧泄漏时,两建筑物均处于爆炸范围内,危险性较大;管顶泄漏时,建筑物周围甲烷体积分数较高,易使人窒息;管底泄漏时,大量甲烷聚积在泄漏口附近,爆炸范围较小。甲烷泄漏扩散时,爆炸下限高度随管道输气压力的增大而升高,甲烷扩散的敏感压力为5～6 MPa。     

微米级硅粉粉尘爆炸特性及抑爆试验研究

为了减少硅加工行业粉尘爆炸事故,以硅粉为试验对象,采用20 L球形爆炸测试系统,对硅粉的爆炸特性和不同影响因素对爆炸特性的影响进行研究,并选取两种惰性介质探究其对硅粉尘爆炸的抑制效果。试验结果表明:在一定质量浓度范围内,硅粉尘云的最大爆炸压力随质量浓度的升高先增大后减小。硅粉尘云的爆炸下限浓度为80～90 g/m~3,最大爆炸压力在粉尘质量浓度为750 g/m~3时达到峰值0.798 MPa,爆炸指数在500g/m~3时取得最大值40.72 MPa·m/s,且硅粉的爆炸危险性达St_3级。NH_4H_2PO_4对于硅粉尘爆炸的惰化效力较SiO_2更强,且当其质量分数达80%时完全抑制硅粉发生爆炸。     

易燃易爆液池重气浓度扩散规律分析

易燃易爆危化品储罐泄漏后易造成火灾爆炸事故。为研究不同泄漏物质连续实时泄漏液池重气体积分数扩散规律,运用SLAB模型模拟汽油、乙醇、甲醇及甲醛储罐泄漏后的重气扩散。结果表明：重气与略重气扩散体积分数随下风向距离变化均呈现先增大后减小的趋势。在距地高0.3~0.6 m处,甲醇和甲醛的混合蒸气云团体积分数峰值均高于各自爆炸下限的5.5%和7.0%,危险性大于重气,更易导致火灾爆炸等事故。     

户内燃气泄漏异常流量界定方法研究

介绍一种可实现异常流量状态下自动切断的智能燃气表,阐述户内燃气泄漏时产生的异常流量的界定方法.将流量分成3类区间:超小流量区间、正常流量区间、超大流量区间.智能燃气表测量燃气流量和此流量的持续时间.当流量处于超小流量区间内时,计算累积体积,当累积体积达到体积设定值时,报警切断.当流量处于正常流量区间内时:在此流量下,大多数居民最长的持续使用时间定义为持续使用时间;若燃气以此流量泄漏,厨房内达到爆炸下限的40％的持续泄漏时间定义为持续泄漏时间;当持续时间达到持续使用时间、持续泄漏时间二者中的较小者时,报警切断.当流量处于超大流量区间内时,立即报警切断.应用结果表明,该方法能够有效判定燃气泄漏状况,确定合理切断时间,预防户内燃气安全事故.     

汽油液雾与低体积分数甲烷混合物爆炸特征研究

为了研究少量汽油液雾对低体积分数甲烷爆炸特征的影响,利用20 L球形爆炸测试装置,研究了1、2 mL汽油的液雾单独与空气混合的爆炸情况。通过改变甲烷体积分数,研究了甲烷分别与1、2 mL汽油的液雾混合后的爆炸特征,分析了汽油添加量对整个体系的爆炸下限影响。结果表明,汽油对甲烷-空气混合物爆炸影响非常显著,添加量分别为2、2.5、3 mL时,pmax分别是0.11、0.79、0.82 MPa,相应的（dp/dt）max分别是10.57、32.52、108.53 MPa/s。甲烷体积分数为6%时,汽油添加量为2 mL时,pmax是1.01 MPa,比添加1 mL汽油时增大31%,比未添加汽油时增大了320%。甲烷和汽油液雾混合后,其混合体系的爆炸下限低于各自在空气中的爆炸下限。1 mL汽油与空气混合物不发生爆炸,与体积分数≥3.5%的甲烷混合后能够发生爆炸。2 mL汽油与体积分数≥0.3%的甲烷混合,该体系依然能够发生爆炸。研究结果能够为封闭和半封闭空间中泄漏燃气与其他可燃性液体蒸气混合物的爆炸及预防提供数据支撑。     

隧道并行管道蒸气云爆炸后果与措施分析

以隧道并行管道为研究对象,模拟研究了输气管道泄漏扩散、蒸气云爆炸后果以及爆炸缓解措施的有效性.研究发现:随着泄漏时间增加,小孔泄漏的可燃气体体积不断增加,且较大孔泄漏的可燃气体体积先达到峰值,随后降低;基于泄漏气云进行爆炸模拟,爆炸超压随着与爆源轴向距离的增加而增大,且可燃气体量多,爆炸后果更严重,超压最大达143.8...     

意外撞击下移动气压焊轨车火灾爆炸风险分析

在综述乙炔技术指标和一般安全风险的基础上,运用蒸气云TNT当量爆炸效应分析模型和喷射火焰模型对4种不同乙炔泄漏场景的破坏效果进行计算与分析。分析表明:破裂口尺寸、乙炔压力、泄漏时间与泄漏量显著正相关;当泄漏量达到约5 kg时,对人员危害较大;当泄漏量达到约10 kg时,爆炸冲击波将危及邻线列车安全;热辐射强度随距离增加呈幂函数快速衰减;当乙炔气瓶裂口为50 mm时,重伤区最大半径为12 m;低压乙炔管阀压力较小,造成重伤、死亡事故的可能性极小,但要防范次生灾害。     

LPG泄漏扩散数值模拟与安全范围分析

液化石油气(LPG)在空气中泄漏后会迅速发生扩散.泄漏扩散主要影响因素有LPG的泄漏量、外界风速等.选取泄漏量为2、4kg/s,风速为2、5m/s的泄漏条件下,运用计算流体力学软件进行数值模拟计算,模拟计算了LPG泄漏扩散的体积分数随时间的变化,根据其爆炸火灾极限浓度,分析了区域中燃烧爆炸范围,得到重气云团的扩散规律.结果表明,LPG泄漏初始阶段,被空气稀释程度较小,云团浓度较大,表现出明显的重气效应.泄漏时间越长,燃烧爆炸的范围越大;泄漏量越大,泄漏扩散速率和爆炸火灾的范围越大;环境风速越大,燃烧爆炸的距离越大,但LPG被空气稀释,质量浓度变小,减小了爆炸火灾危险性.     

聚氨酯泡沫生产中戊烷类发泡剂危险性分析

采用FLACS模拟发泡生产线发泡枪旁的料罐内预混戊烷组合聚醚泄漏后引燃发生爆炸,对其危险后果进行分析。厂房的几何尺寸为40 m×30 m×5 m,泄漏的范围为6 m×4m×2 m。模拟结果显示最大爆炸压力为2.27 kPa,最高火焰温度为2 007.05℃。爆炸冲击波经过狭长的阻塞空间后压力会显著增强。爆炸过程中火焰最大传播范围超过9 m,可以将人体整个皮肤层烧伤。达到最大爆炸压力和达到最高火焰温度的时间均在0.2 s左右,处在爆炸区域内的人员没有时间意识到危险并逃生。     

湍流状态下氢气爆炸极限的试验研究

为研究氢气在流动状态下的爆炸特性,运用FRTA爆炸极限测试仪测试了不同湍流强度下氢气的爆炸极限。通过调节容器内搅拌子的转速表征不同的湍流强度,并运用二维旋涡模型分析氢气的爆炸极限与湍流强度的关系,得出爆炸上限、爆炸下限与湍流强度的拟合关系式。结果表明:宏观静止状态下氢气的爆炸极限为4.59%~73.67%;当搅拌子转速从0 rad/min增大到1 200 rad/min时,氢气的爆炸下限上升到5.011%,爆炸上限下降到72.402%。湍流强度增加时,氢气的爆炸下限升高,爆炸上限下降,爆炸范围变窄。     

基于CFD埋地燃气管道泄漏三维数值模拟

以城镇中压燃气管道与周围土壤、地表为研究对象,基于计算流体力学理论,采用数值模拟方法,建立了燃气管道泄漏三维扩散模型,分析城镇燃气管道在不同地表(水泥地表、土壤地表)和不同泄漏压力(0.4 MPa、0.3 MPa、0.2 MPa)下的泄漏扩散特征。研究结果表明：小孔泄漏扩散一段时间后,土壤地表和水泥地表条件下,地表监测点体积分数增长速度呈逐渐减小趋势且趋于平衡,土壤地表扩散2.0 h的甲烷体积分数远小于水泥地表条件。z=2.0 m平面与y=2.0 m平面交线及z=2.0 m平面与x=2.0 m平面交线在2.0 h的甲烷体积分数分布基本相同,均随压力增大而增大。水泥地表条件下甲烷体积分数整体高于土壤地表。交线中点位置的甲烷体积分数最高且土壤地表与水泥地表差异较小。随着管道上方z轴坐标增加,土壤地表的最大爆炸半径逐渐减小,水泥地表的最大爆炸半径逐渐增大,水泥地表随泄漏压力的变化幅度较土壤地表小。压力对燃气管道泄漏扩散形态影响较小;甲烷泄漏初期受地表条件影响小,在泄漏发展期和中期,水泥地表条件下土壤内甲烷扩散速度和范围更大。     

综合管廊燃气舱燃气泄漏安全响应研究

通过 Fluent 数值模拟及实验结果验证的方法,对于管廊内燃气泄漏后的安全响应问题进行分析研究。结果表明：当管廊发生燃气泄漏,燃气报警器响应时,启动事故通风并降低管道压力至 0.4 MPa,通风 150 s 后可进行在线修补;设定管道的切断浓度为爆炸下限的 45%,若报警器处浓度低于切断浓度,则继续进行事故通风并降低管道压力至 0.08 MPa,150 s 后可进行在线修补;若报警器处浓度高于切断浓度,则紧急切断,通风 310 s 后可进行管道修补。     

密闭空间可燃气体爆炸事故分析

针对深圳市某日式料理店发生的燃气泄漏爆炸事故进行调查分析。从该起事故的爆炸原因、爆炸过程、爆炸后果等情况进行分析,结合他人的实验研究数据,总结密闭空间燃气泄漏爆炸的普遍性规律,为此类事故预防、救援、调查提供参考依据。     

管道煤气泄漏事故的预防与火灾扑救

管道煤气泄漏事故的预防与火灾扑救○汉夫煤气是由多种可燃气体组成的混合气体，它的主要成份是氢气，一氧化碳和轻烃类，当它与空气混和达到一定的比例（爆炸浓度极限范围内）时遇到火源会爆炸起火。近年来管道煤气发生泄漏后爆炸起火的恶性事故时有发生。比如，１９９５...     

含菌超细水雾抑制甲烷爆炸的实验研究

搭建小尺寸实验平台,采用压力传感器测量超细水雾抑爆过程中管道内的压力变化状况,研究含甲烷氧化菌的超细水雾对不同体积分数的甲烷气体爆炸的抑制效果。结果表明,含甲烷氧化菌的超细水雾能够使爆炸压力明显下降;预处理时间越长,爆炸最大压力下降越多;甲烷体积分数越大,爆炸最大压力越大;菌液雾化量越大,抑制甲烷爆炸效果越好。     

厌氧反应器中沼气泄漏扩散模拟研究

基于FDS建立沼气泄漏扩散模型,分别模拟管道接头破损、导凝管阀门破损和沼气突破水封,探究厌氧反应器中沼气泄漏扩散的基本规律。结果表明：当管道接头破损、导凝管阀门破损时,沼气泄漏后的危险范围为下风向处距离泄漏口约5 m;当沼气突破水封时,沼气泄漏后的危险范围为下风向处距离泄漏口约60 m;沼气突破水封的危险性最大;泄漏后的甲烷会向下风向膨胀扩散,但遇到障碍物时,窝风位置会出现甲烷积聚;当沼气发生类似突破水封的大面积泄漏时,固定桩式可燃气报警仪的预警作用非常重要。