过程装备与控制工程专业的知识结构分析和课程体系设计

教育部1998年修订通过的高等学校本科专业目录中设置了“过程装备及控制工程”专业。它是在原“化工设备与机械”专业的基础上经拓宽、改革之后形成的一个多学科交叉型专业。针对这个新专业的知识结构,我们想谈谈自己的看法。     

易燃气和毒气泄放扩散浓度计算

对易燃气和毒气泄放扩散进行了初步研究。通过对气云扩散的分析 ,改进了板块模型 ,并编制电算程序 ,可对水平泄放、竖直喷射泄放、突发泄放、液池泄放等情况进行定常和非定常的扩散浓度的计算 ,为泄漏扩散事故的预防及发生事故后采取应急防护措施提供参考。     

基于VSP2进行热失控反应泄放装置安全可靠性分析与评估

为了对存在热失控危险的反应器的安全泄放装置安全可靠性进行分析和评估,利用从美国购置的用于泄放基础实验测试的VSP2(Vent Sizing Package 2)装置,针对不同的危险场景,对苯法制己内酰胺组合工艺中重排反应器的热失控反应过程进行了实验测试,筛选出最危险场景。在获得重排反应热失控基础数据条件下,对安全泄放量(W)和泄放装置泄放能力(G)进行了计算,进而获得最小安全泄放面积。研究表明:重排反应过程是个强放热过程,存在较大的热失控风险;利用VSP2可为存在热失控危险反应的安全泄放设计提供基础实验数据,进而对安全泄放装置设计、选型或安全可靠性分析和评估提供技术支持。     

中、低温热管式换热器隔板密封的新型设计

针对热管式换热器隔板密封的特点 ,提出了几种新型的密封结构 :单管板式密封结构和双管板式密封结构 ,双管板式密封结构又分无翅片、单翅片和双翅片式三种。对各种密封结构的特点及其使用场合作了介绍     

直管外表面轴向半椭圆裂纹应力强度因子KⅠ的有限元分析

利用有限元法对含外表面轴向裂纹的直管进行了分析,应用有限元软件ANSYS建立了裂纹有限元模型,采用参数化建模对内压下裂纹的应力强度因子KI进行计算,得出了影响应力强度因子的主要因素。计算表明,应力强度因子随a/t及a/c成线性变化,并与t/Do为乘幂关系。一般情况下,表面裂纹在最深点（90°）处应力强度因子最大,然后随着角度的减小应力强度因子依次减小。但是在最浅点（0°）处应力强度因子有回升趋势,且随着a/t的增加,这种回升趋势逐渐明显,当a/t=0.8时,甚至出现最浅点KI超过最深点KI的现象,这时对于结构的脆性起裂位置要慎重判断,不能单纯地以最深点KI为断裂依据。     

平板形障碍物对气云爆烯威力加强作用

利用一维球形流体力学方程导出了开敞空间可燃气云弱点火条件下爆燃过程的压力分布场,编制了求解压力场的计算程序,解释了平板形物体气云爆燃威力的加强作用.进行了乙炔-空气气云的爆燃实验,对计算结果进行了考核.计算结果与实验结果的偏差小于20%.     

丝网结构对爆炸气体淬熄的试验研究

研究了多层丝网结构对乙炔/空气混合气体和丙烷,空气混合气体燃烧爆炸的抑制作用.提出了临界淬熄速度、临界淬熄超压和熄爆参数3个概念,用火焰传播速度和压力来描述抑爆效果,使用熄爆参数来衡量抑爆结构抑制燃烧爆炸的能力.试验研究了临界淬熄速度、临界淬熄超压和熄爆参数与多层丝网抑爆结构几何参数之间的关系,并得出该关系的经验公式.随着丝网几何参数的增加,淬熄性能变好.     

爆破片技术在液下喷射灭火系统中应用

分析了喷射式泡沫灭火系统存在的问题，提出了采用爆破片技术解决问题的方案，并设计制造了适用于液下喷射灭火系统的爆破片装置。试验研究表明，应用爆破片技术可安全可靠地实现液下喷射灭火。     

工业规模CO2管道泄放过程中的压力响应及相态变化

基于CO₂相态分别进行了气相、气液两相和超临界状态的3组工业规模CO₂管道(长256 m,内径233 mm)泄放实验,分析了CO₂管道泄放过程中的压力响应和相态转变过程。研究表明:在管道内,气相CO₂泄放开始时压力发生突降,而后压降停滞或减慢;管内相态主要为气态,但管道末端温度大幅下降使该处形成气液均相CO₂。泄放口位于气液界面之上的气液两相CO₂泄放中,减压波多次反射并导致多次压力突降和反弹;管内相态由气液分层向气液均相转变,管道顶部和底部气液均相CO₂先后向气相CO₂转变。超临界CO₂泄放中的压力突降和反弹发生在临界区域附近,且压力穿过临界压力时,压变速率会停滞或减慢;管内相态经历了超临界、气液均相和气相泄放3个过程。     

网孔结构和可压缩材料抑制爆炸波的研究评述

对用网孔或可压缩材料抑制爆炸波的研究现状进行了评述 ,介绍了两种抑制爆炸波强度的理论和研究结果。指出了目前研究存在的问题 ,并对要解决的关键问题提出了见解