基于不同等效方法的储罐内爆载荷计算与结构破坏分析

以不同容积拱顶储罐为研究对象,分别基于CFD方法和TNT当量法建立储罐内爆模型,研究二者在不同爆心距、不同容积下的结构破坏规律.研究结果表明:使用CFD方法时,可燃气云爆炸压力随着爆心距的增大而增大,使用TNT当量法时爆炸压力变化规律则相反;采用CFD方法得到的储罐破坏时间差别不大,不同工况下最大时长与最小时长相差25...     

模拟液化烃储罐火灾爆炸事故的定量分析研究

模拟液化烃储罐发生火灾爆炸事故,采用TNT当量法和热辐射通量法分别对满罐液化烃造成的蒸气云爆炸冲击波伤害区域和热辐射伤害区域进行了定量计算;并在此基础上,进一步着重分析了不同充装系数下对其结果的影响。     

超压测试方法对炸药TNT当量计算结果的影响

用地面和空中冲击波超压测试系统测定了TNT和B炸药爆炸的马赫反射波超压和入射冲击波超压,计算得到不同测试条件下TNT爆炸冲击波超压的经验公式和B炸药的TNT当量。结果表明,马赫反射波超压大于入射冲击波超压,马赫反射波超压与入射冲击波超压比值随实验中对比距离的增加而增加。由马赫反射波超压和入射冲击波超压计算得到的B炸药TNT当量比分别为1.40和1.32。认为以空中入射冲击波超压测试结果计算得到的TNT当量更真实。     

LPG储罐的蒸气云爆炸后果模拟

液化石油气是一种常见的危险化学品,对其储罐发生事故的后果进行分析,对预防控制事故和保证安全生产都具有重要的意义。本文在分析液化石油气的危险特性和发生蒸气云爆炸事故特点的基础上,用两种常用的蒸气云爆炸后果模拟方法TNT当量法和TNO多能法对液化石油气储罐发生蒸气云爆炸的后果进行计算,分别得到死亡、重伤、轻伤和财产损失半径。对两种方法的计算过程和结果进行了分析和讨论,并给出了罐区设计时的建议。     

圆柱形可燃气云爆炸实验研究与数值模拟

与半球形可燃气云模型相比,圆柱形模型更接近于气云爆炸事故的实际情况。进行了乙炔浓度7.75%、气云体积0.26m³的圆柱形可燃气云爆炸实验,记录了距气云中心1.2 m与1.6 m两点的爆炸超压。建立了描述气云爆炸的理论模型,采用SIMPLE算法编制了计算程序。计算结果经实验数据考核,最大与平均相对偏差分别 为18.3%与5.4%,证实程序满足气云爆炸模拟与预测的要求。研究结果显示：爆炸流场不具备球形对称的性质,爆炸超压与火焰传播方向有关,当气云高径比0.2时,沿地面方向的最大超压可达垂直方向的3.3倍;气云体积不变而形状变化时,爆炸强度随着高径比的增大而增大,高径比1.0时的最大超压可达高径比0.1时的3.1倍;气云高径比降低时,火焰传播距离增大,燃烧时间增长,气云释能速率下降,因此爆炸超压降低。研究结果对可燃气云爆炸灾害的预测具有一定的指导意义。     

炸药空中与水中爆炸冲击波超压的换算关系

通过经验公式分析及模拟实验研究,对炸药装药空中与水中爆炸产生的冲击波超压换算关系进行了研究.结果表明,当比例距离r=R/W1/3的取值范围在1.5～2.5时,炸药装药空中与水中爆炸冲击波超压有定量的换算关系,并拟合出确定的换算公式.通过理论和经验数据分析,得出其他装药水中冲击波超压TNT当量的换算方法,冲击波参数TNT当量应根据炸药水中爆炸的冲击波能进行换算.通过对比证明,根据冲击波参数TNT当量修正后的经验公式计算结果精度可以满足工程设计使用.     

2015天津爆炸建筑物破坏TNT当量的核算

文章分析比较了多种爆炸药量的计算方法。根据天津某仓库爆炸损毁现场建筑物距爆炸地点距离和损毁情况判定超压数值,通过公式计算不同当量、不同距离下建筑物的破坏程度。通过与现场情况对比,确定爆炸时的理论TNT当量。     

温度载荷与爆炸碎片冲击载荷耦合作用下储罐易损性分析

爆炸碎片和火灾热辐射是导致储罐区多米诺效应事故升级的重要致损因子。在实际爆炸碎片撞击目标储罐的事故场景中,目标储罐不止只受到爆炸碎片的撞击作用,还受到临近火灾的高温载荷作用。为研究目标储罐在高温环境下受到爆炸碎片撞击的易损性规律,本文建立了目标储罐在温度载荷和爆炸碎片冲击载荷耦合作用下的极限状态方程,并采用蒙特卡洛模拟绘制得到目标储罐在不同罐壁温度下受爆炸碎片撞击的易损性曲线,分析爆炸碎片质量、撞击速度、撞击角度对不同罐壁温度下目标储罐易损性的影响规律。结果表明：爆炸碎片质量和爆炸碎片撞击角与目标储罐易损性成负相关,爆炸碎片速度与目标储罐易损性成正相关。当研究变量为爆炸碎片质量时,在20~400℃和400~600℃两个温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值分别为3.7%、6.7%。当研究变量为爆炸碎片速度时,在20~600℃的温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值为3.9%。当研究变量为爆炸碎片撞击角时,在20~600℃的温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值从0.675%一直增大到7.01%。研究对评估实际事故中爆炸碎片对储罐的损伤及防控爆炸碎片引发的多米诺效应事故具有重要意义。     

液氨储罐区重大事故后果分析

火灾、爆炸和中毒模型是化工罐区常见的三种事故后果分析模式。本文首先分别利用TNT当量法和TNO多能法（荷兰）对液氨储罐发生蒸气云爆炸事故的伤害半径进行了预测,然后鉴于高斯模型在分析计算非重气泄漏扩散事故的复杂性,给出了一种简单实用确定毒气扩散范围的方法,对液氨储罐泄漏事故伤害范围进行了预测。对于液氨储罐区防火、防爆和防中毒设计具有参考意义,同时对于液氨事故应急工作的开展也具有指导作用。     

可燃气云爆炸的试验研究现状及发展趋势

对国内外可燃气云爆炸的试验研究进行了回顾，阐述了障碍物在可燃气云爆炸过程中的影响。障碍物的阻塞作用引起湍流，湍流促进火焰加速，增大爆炸压力，正是这种正反馈作用使可燃气云爆炸的破坏威力大大增强。同时讨论了已有理论分析方法和数值模拟方法的应用，分析了可燃气云爆炸研究的发展趋势。     

开敞空间可燃气云爆炸的数值模拟与实验研究

基于改进的Bakke-Hjertager燃烧模型与相应的控制方程,建立了描述可燃气云爆炸的理论模型。采用SIMPLE算法,对气云爆炸场进行了数值模拟。以0．02mm厚度的聚乙烯薄膜为约束物,进行了半球形乙炔／空气预混气云爆炸实验。实验分别在0．5、0．75、1、1．25m4个气云半径下进行,数据采集系统记录了超压分布。计算超压与实验值相比较,最大偏差为11．9％,平均偏差为4．14％。结果表明,本文方法可以用来预测可燃气云爆炸强度。     

天然气管道泄漏蒸气云爆炸后果评估方法研究

在对天然气管道泄漏事故后果分析的基础上,采用建立与选择数学模型、伤害准则的方法对泄漏后果蒸气云爆炸评估方法进行研究,并进行了工程实例验证。天然气泄漏后蒸气云爆炸是最主要的伤害形式,考虑极端情况,提出了以小孔模型代替管道模型来确定泄漏量的计算方法,同时考虑天然气为混合气体的特性,给出了相应的计算模型。采用TNT当量法来评估天然气的爆炸效应,给出了冲击波超压对人员和建筑伤害的相关模型。研究结果表明,该方法对于评价极端情况下天然气管道泄漏的蒸气云爆炸后果具有较好的适用性,对类似情况下天然气管道泄漏后果评估具有一定参考价值。     

立式硝酸铵溶液储罐设计

立式硝酸铵溶液储罐设计分罐顶、罐体、罐底、保温、搅拌及消防管设置等几部分。罐体壁厚可按内压薄壁圆筒的强度设计方法进行设计,罐内压力按硝铵溶液的最大液柱静压力计算,如计算厚度小于6mm,仍按6mm选取,罐顶厚度取罐壁厚度即可;罐底强度与硝酸铵溶液的计量方式有关,液位计计量方式,罐底厚度取壁厚即可。称重模块系统计量方式,罐底设置加强筋,加强筋结构为辐射状;采用双层保温型式对储罐进行保温宜,内层为岩棉保温层,外层为聚氨酯发泡保温材料层。推存采用阿基米德螺旋盘管换热器对储罐中的硝酸铵溶液加热,储罐搅拌宜采用射流搅拌器,储罐消防管推存采用DN80以上钢管制作。     

聚合釜超压喷料火灾爆炸事故风险分析

分析了聚合釜因过程失控产生超压的原因，并采用TNT当量法定量分析了氯乙烯泄漏爆炸事故的危害，计算出了死亡、财产损失的具体范围，提出了预防此类事故的一般性措施。     

自制炸药的冲击波超压测试及TNT当量估算

为评估典型自制炸药的威力,采用无线存储测试仪测量了一定质量的雷药、三过氧化三丙酮(TATP)、六亚甲基三过氧化二胺(HMTD)、高氯酸钾/铝及硝酸铵/铝5种自制炸药爆炸后不同距离处的冲击波超压及衰减规律。运用非线性显式动力学软件AUTODYN建立了TNT炸药-土壤-空气域有限元模型,用流固耦合算法计算了不同质量TNT的超压场,获得了距离爆心38、58和78cm处TNT炸药质量-超压曲线,依据该曲线计算了自制炸药的TNT当量。结果表明,TATP、HMTD的TNT当量系数计算结果与文献值基本一致,相对误差在2%以内。     

单盘浮顶罐内含蜡原油静态储存过程中的传热规律研究

针对单盘式浮顶罐内含蜡原油在静态储存中的冷却胶凝过程,建立了表征该传热过程的数学模型和物理模型,基于有限体积法利用fluent软件对模型进行求解,实现了对原油储罐温降过程的数值模拟。模拟结果表明:单盘浮顶罐内含蜡原油在静态储存过程中,罐顶由于换热最快,换热强度高,温度最先降低,油的密度也随之增大,在重力和自然对流的作用下,冷油沿着储罐慢慢堆积、凝结,导致整个储罐在罐壁与罐底夹角处最先产生凝油,此夹角处也将是未来储罐管理过程中应该最为关注的地方,同时对该过程中原油的温度场、速度场变化进行了详细阐述,并深入分析了原油冷却胶凝的规律和内在机理,明确了单盘式储罐的降温规律。     

炸药爆轰参数与空中爆炸冲击波超压的关系

为研究炸药爆轰参数与空中爆炸冲击波超压之间的关系,设计了不同铝含量的RDX/Al、HMX/Al混合炸药,并进行了空中爆炸试验。根据爆炸相似理论,用相同条件下实测TNT超压数据,计算了冲击波超压的TNT当量。采用不同方法计算了炸药的爆轰参数。结果表明,炸药空中爆炸冲击波超压与爆热、爆容和爆速乘积TNT当量的1/3次方满足线性关系,且回归线在y轴上的截距为0,斜率与炸药的类型有关。对于TNT,斜率为1;对于RDX/Al混合炸药,斜率为1.053(R2=0.9996);对HMX/Al混合炸药,斜率为1.073(R2=0.9995),表明炸药的爆热、爆速和爆容对空中爆炸冲击波超压的影响相同。     

点火方式对欠膨胀氢气射流爆炸超压影响规律研究

针对自燃点火与电火花点火对欠膨胀氢气射流燃爆超压的变化规律开展实验研究,测量了自燃和电火花两种点火方式在不同释放压力下的爆炸超压与火焰传播速率,分析了初始压力和点火条件对爆炸超压的影响机制。实验结果表明：相同释放条件下,自燃点火比电火花点火引发的管外爆炸超压峰值更高,压力上升速率更快,且自燃点火的发展过程更稳定;随着缓冲罐内释放压力从6 MPa升高到9 MPa,自燃管外爆炸超压峰值先升高后降低,在释放压力为8 MPa时自燃引发的爆炸超压达到最大值15.97 kPa,而电火花点火源处的燃爆超压随释放压力的上升从7.23 kPa先降低至3.17 kPa后升高到4.19 kPa;电火花点火火焰在点火源处形成了不规则形状点火核,同时火焰传播速度大于自燃火焰发展速度。本研究对于加氢站设计和燃爆风险评估具有参考意义。     

液氨泄漏和蒸汽云爆炸事故的模拟计算与应用

采用TNT当量法和模拟比法对液氨蒸汽云爆炸的严重度以及液氨泄漏毒害区进行计算，方法简单实用，可为液氨生产、储存和使用单位对事故的预防预测、应急救援预案的编制提供决策依据和理论指导；同时，通过判定冲击波的破坏伤害程度，亦可反推爆炸中心的爆炸能量。     

预测管道中气体爆炸超压的改进ME法

分析了管道中可燃气体爆炸超压的特点,提出了利用ME模型预测管道中气体爆炸超压的新方法,在能量守恒定律和爆炸能量相似律分析的基础上结合爆炸反射压力理论修正了ME模型并用于封闭管道中气体爆炸超压的预测,利用修正的ME模型计算了甲烷在管道中的爆炸超压,对计算值与实验值同ME模型、TNT当量模型的计算值以及数值模拟计算结果进行了比较分析.实验的管道分别是直径为2m、长29m的大型圆管和边长为80mm、长24m的小型方管.数值模拟的独头巷道横截面是方形,边长为1.77m,巷道全长30m,瓦斯填充长度为6m.比较分析结果表明：修正的ME模型计算值与实验值以及数值模拟计算结果吻合较好.该方法可用于管道中气体爆炸灾害事故危险性分析与评估,给管道防爆泄压设计和爆炸防护提供重要参考.