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。     

聚乙烯薄膜对可燃气云爆炸影响的实验研究与数值模拟

聚乙烯薄膜作为约束物，对可燃气云爆炸有着重要的影响.采用7.8%的乙炔/空气混合气进行了实验研究，薄膜厚度分别为0.02、0.04 mm和0.06 mm，层数为1～4层.结果显示，当采用单层厚度0.02 mm的薄膜时，半径0.5 m的半球形气云爆炸可产生2.410 kPa的最大超压;厚度0.06 mm时，最大超压达到3.642 kPa;薄膜层数为4层时，最大超压上升到13.125 kPa.建立了描述气云爆炸的理论模型，模型考虑了薄膜强度、层数对爆炸的影响，采用SIMPLE算法进行了数值求解.计算结果与实验值相比较，最大相对偏差14.8%，平均相对偏差4.73%.提出的方法对有弱约束物存在时，气云爆炸的灾害预测具有重要的指导意义.     

储罐内可燃气云爆炸压力数值模拟对比分析研究

以立式拱顶储罐为研究对象,针对其内部可燃气云爆炸问题,分别采用TNT当量法和计算流体动力学(CFD)方法建立了二维简化模型,对其内部爆炸流场进行了数值模拟研究。通过对比两种方法获得的罐内测点位置超压时程曲线,罐内超压、速度云图,研究了储罐内部的动态压力变化和罐壁压力分布规律。研究表明:两种方法计算的峰值压力在靠近罐壁和罐顶中心处较接近;在储罐顶壁连接处相差约30%。由于CFD方法考虑了可燃气云化学反应速率、温度等因素,其升压速度和压力波动规律相较于TNT当量法更平缓,能更合理地对储罐内部可燃气云爆炸压力场进行描述。     

基于控制室爆炸载荷的可燃气云等价尺寸阈值

火气系统是防控气体泄漏灾害的重要安全屏障。可燃气体泄漏后与空气混合形成可燃气云,其爆炸属于体积爆炸,具有复杂性和多变性,因此将其折算为等价气云并提出阈值尺寸计算方法,是实现火气系统探测器网络量化布设的关键输入指标。选取控制室为受体,以载荷作为爆炸冲击波超压的临界值,运用多能法倒序计算,逆推得到对应的等价气云尺寸作为探测阈值,进而利用等价气云方法与高斯扩散模型得到火气系统探测临界时间。通过某LNG罐区案例分析,定量确定了该罐区可承载的气云尺寸最大值及扩散临界时间。数值计算表明,等价气云尺寸阈值不仅可以作为火气系统探测设计的量化输入指标依据,并可对探测时间设置以及气体泄漏及爆炸的防控措施提供理论支持。     

Baker-Strehlow模型在可燃气云爆炸后果预测中的应用

分析了蒸气云爆炸的发生条件、爆炸机理,介绍了蒸气云爆炸后果预测的Baker-Strehlow模型,阐述了Baker-Strehlow模型的基本原理,给出了无量纲距离和无量纲侧向峰值超压的关系,以及火焰传播速度选取的原则。对于约束很小的氢气-空气形成的气云的爆炸,将Baker-Strehlow模型的计算结果与实验结果进行了对比。此外对某区域的丙烷蒸气云的爆炸后果进行了预测,给出了伤害范围。     

基于控制室爆炸载荷的可燃气云等价尺寸阈值

火气系统是防控气体泄漏灾害的重要安全屏障。可燃气体泄漏后与空气混合形成可燃气云,其爆炸属于体积爆炸,具有复杂性和多变性,因此将其折算为等价气云并提出阈值尺寸计算方法,是实现火气系统探测器网络量化布设的关键输入指标。选取控制室为受体,以载荷作为爆炸冲击波超压的临界值,运用多能法倒序计算,逆推得到对应的等价气云尺寸作为探测阈值,进而利用等价气云方法与高斯扩散模型得到火气系统探测临界时间。通过某LNG罐区案例分析,定量确定了该罐区可承载的气云尺寸最大值及扩散临界时间。数值计算表明,等价气云尺寸阈值不仅可以作为火气系统探测设计的量化输入指标依据,并可对探测时间设置以及气体泄漏及爆炸的防控措施提供理论支持。     

无约束气云弱点火爆炸压力实验研究

引　言在可燃气体的输送、贮存、加工和使用过程中由可燃气体泄漏而形成的气云爆炸已给人类社会造成了巨大的人员伤亡和财产损失 ,近年来发生在我国的几起重大气云爆炸事故无不令人触目惊心 ,可见研究气云爆炸成灾模式及防治技术具有重要的社会和经济意义 .要防治可燃气云爆炸给社会造成的巨大灾难 ,首先就要掌握气云爆炸的强度 .关于可燃气云爆炸的研究可分为两大类 :一类是针对军事领域研究由炸药点燃气云从而形成爆轰波的过程[1,2 ] ;另一类是针对工业领域研究弱点火 (通常指点火能量小于10 0Ｊ)条件下的工业气云的爆炸过程[3～ 5] ,这正…     

平板形障碍物对气云爆炸强度影响的实验研究

以乙炔 -空气为介质实验研究了平板形障碍物对可燃气云爆燃强度的影响 ,运用曲线拟合方法获得了弱点火条件下气云爆燃时平板形障碍物上的压力分布与气云初始半径、平板离开爆源中心的距离之间的关系式 ,为气云爆炸的缩放研究提供了基础 .讨论了平板形障碍物对气云爆燃强度的影响 .     

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。     

球形容器可燃气爆炸超压泄放设计

针对平衡泄放和非平衡泄放两种工况,研究了球形容器内可燃气爆炸超压时,容器的安全泄放设计;根据内径为１ｍ球形容器的爆炸泄放实验数据得到了经验公式,为类似设计提供参考     

开敞空间蒸气云爆炸压力的实验研究

An experimental system was setup to study the pressure field of unconfined vapor cloud explosions.The semi-spherical vapor clouds were formed by slotted 0.02mm polyethylene film.In the Center of the cloud was an ignition electrode that met ISO6164“Explosion protection System“ and NFPA68 “Guide for Venting of Deflagrations“. A data-acquisition system,with dymame responding time less than 0.001s with 0.5% accuracy,recorded the pressure-time diagram of acetylene-air mixture explosion with stoichiometrical ratio.The initial cloud diameters varied from 60cm to 300cm.Based on the analysis of experimental data,the quantitative relationship is obtained for the cloud explosion pressure,the cloud radius and the distance from ignition point .Present results provide a useful way to evaluate the building damage caused by unconfined vapor cloud explosions and to determine the indispensable explosion grade in the application of multi-energy model.     

气云形状对无约束气云爆炸温度场的影响

In order to analyze the influence of vapor cloud shape on temperature field effect of unconfined vapor cloud explosion (UVCE) and obtain creditable prediction method of explosion temperature effect, the transient temperature fields of cylindrical and hemispherical UVCEs with same methane concentration and mass were numerically studied by computational fluid dynamics (CFD) technology. According to numerical simulation results, the concepts of UVCE’s temperature-near-field and temperature-far-field were proposed, the corresponding ranges were given, and the temperature attenuation laws and differences in corresponding regions with different vapor cloud shapes were presented. Through comparing with Baker fireball model, the accuracy and visualizability in acquisition of entire temperature effect based on numerical simulation were further validated. The functional relations among maximum temperature, horizontal distance, initial temperature and vapor cloud mass in temperature-near-field and temperature-far-field were deduced by means of data fitting, respectively. These conclusions provided quantitative basis for forecast and protection of UVCE disaster.     

PTA主装置潜在危险因素分析

通过对目前PTA主装置工艺流程的研究,分析出PTA工艺中存在的潜在危险因素即外部火灾、有毒易燃物体的泄放、设备内部爆炸、蒸气云爆炸、重金属污染等,通过本质化安全设计,采取系统措施使潜在危险的发生概率降到最低。     

某涉氨制冷企业液氨储罐泄漏事故的后果分析

以某涉氨制冷企业液氨储罐为例,选用蒸气云爆炸、沸腾液体扩展蒸气爆炸和中毒模型对液氨储罐泄漏事故进行后果分析,定量地得出各类伤害半径,为企业制定应急救援预案和政府进行安全监管提供科学依据。     

不同温度下原油蒸气的爆炸极限和临界氧含量

注空气采油因其过程中存在可燃性混合物,会有发生爆炸事故的可能。通过实验测定了15～150℃之间5个初始温度点原油蒸气的爆炸极限和临界氧含量,15℃时爆炸极限范围为4.62%～14.01%,150℃时爆炸极限范围变宽为4.24%～15.62%,安全氧含量15℃时为13.15%,150℃时降低到12.47%相似文献   

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。