外部时变热流对液化气体储罐的热响应规律

火灾高温环境极易诱发临近液化气体储罐发生沸腾液体膨胀蒸气爆炸(BLEVE)事故。为研究火焰热辐射作用对液化气储罐及内部介质的热作用规律,本文建立以辐射加热源模拟外部火焰作用,过热水为介质的小型储罐BLEVE实验模拟装置。实验结果表明:储罐接收外部热作用时间越长,其泄爆产生的压力反弹越剧烈;外部热作用强度的增大,提升了储罐内部压力响应速率;储罐气相空间的加热作用可以提高内部温度分层度,气相加热面积越大,分层程度越大,从而泄爆后的压力反弹越低。     

葛洲坝过坝水流溶解气体超饱和数值模型研究

葛洲坝工程闸坝泄流促使下游河道水体中溶解气体浓度出现过饱和现象,为深入研究过坝水流溶解气体超饱和机理,建立了葛洲坝过坝水流的流动及溶解气体浓度计算的数学模型,并采用监测数据对模型参数进行率定,并对模型计算的可靠性进行了验证。结果表明:所建的数值模型能够真实描述葛洲坝坝身泄流运动的特点和溶解气体过饱和现象的发生,为进一步研究过坝水流溶解气体超饱和机理奠定基础。     

液化气储罐受热引爆机理分析

沸腾液体膨胀蒸气爆炸(boiling liquid expanding vapor explosion,BLEVE)是过热液体整体沸腾迅速膨胀引发的爆作.液化气罐在储运中时有BLEVE在发生.基于英国健康与安全署的关于液化气罐在火焰包围环境下的实验结果,分析了储罐受热后其内部压力、罐壁温度变化及储罐介质排放等一系列热物理过程及各相关因变量之间的相互关系.据此介绍了可以模拟储罐受热引发BLEVE现象的压力液化气仿真软件PLGS99的物理模型与数学模型,并在此基础上详举实例讨论了储罐受热引发BLEVE爆炸的机理.     

六氟化硫气流中电弧热边界区特性的研究

本文以电弧参数测量和光学流动显示相结合的方法,对六氟化硫(SF_6)电弧的热边界区进行了研究。在实验中拍摄了电弧拉出喷口时的形象与气流场光学图象。运用 Abel 转换方法计算了热边界区内气体密度与温度分布。研究发现,在燃弧绝大部分时间,热边界区阻塞喷口,造成流量严重下降。同时,热区气体吸收了大量电弧能量。干涉图片还显示,热区直径在随电流变化中有明显滞止现象。热滞止效应使热区在电流零后可维持较长时间,从而造成了对介质恢复过程的影响。     

压力容器超压泄放教学实验装置设计及应用

设计开发了一套多用途压力容器超压泄放教学实验装置,开发的装置可开展泄放结构动作压力标定实验、气体泄放量测定实验、泄放系数测定实验、接管型式对泄放系数的影响实验等。重点介绍实验装置的结构原理、零部件及实验特色。装置已应用安全工程专业实验、大学生创新训练项目、本科毕业设计等教学环节,实际应用效果较好。     

储罐爆炸事故中抛射碎片初速度预测

为合理确定爆炸事故中抛射物初速度,基于碎片穿透实验及理论分析建立了两种碎片初速度的预测方法.在理论估算中,建立了以爆炸总能量乘以能量转化效率因子确定碎片初动能的碎片初速度预测模型.在爆炸总能量的计算方法中,Baum方程可以估算压缩气体物理爆炸、化学反应失控爆炸的总能量,而在BLEVE中,用液体过热能来估算爆炸能量更为准确.以Baum,Birk等实验的转化效率为基础,根据最大熵原理得出了碎片能量转化效率因子的概率密度符合伽马分布.由实例分析可知,BLEVE中基于过热能及效率因子的初速度预测方法可以有效地进行爆炸碎片危险的定量化评价.     

非平衡离介气体绕有冲角圆锥体的高超音速流动

§1.前言 当物体以超过昔速很大的速度飞行时,由于强激波后的温度很高,气体分子要发生离介。同时,如在离地面一定的高度以上飞行时,由于气体密度很小,气体分子离介的松弛时间和气体微团绕经物体表面的时间可以达到相同的数量级,这时气体离介的非平衡现象将是很显著的。     

液化石油气罐泄漏下人防专业队影响区域分析

针对因液化石油气泄漏而引发的火灾爆炸事故,结合液化石油气的主要物质的物理化学特征,明确了液化石油气泄漏后可能发生中毒、闪火、池火和BLEVE爆炸等4种事故。利用ALOHA模拟软件对4种事故进行模拟计算,得出了在不同风速和不同泄漏孔径情况下的事故危害影响范围,明确了泄漏扩散距离与风速和泄漏孔径大小之间的关系,提出了人防专业队工程在液化石油气罐泄漏情况下的影响范围,为液化石油气罐泄漏灾害发生时的有利救援提供了参考。     

飞秒强激光场下氮气分子库仑爆炸的研究

为进一步探究飞秒激光场下氮气分子库仑爆炸的作用机制,搭建高时间分辨的实验平台,利用高速数据采集系统实现数据的获取,采用协方差地图法并结合强激光与气体相互作用的物理规律,进行结果论证和数据分析。实验确定了氮气分子库仑爆炸的反应道,测算了不同反应道的动能释放量。     

乙酸分子印迹聚合物的制备及其在针式萃取技术中的应用

选用乙酸为模板分子,4-乙烯基吡啶为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用本体聚合方法合成了具有高选择性的分子印迹聚合物.以该聚合物作为填充吸附介质,开发了针式萃取装置,并与气相色谱联用分析了气体中的痕量乙酸.实验考察了主要反应条件参数对聚合物吸附性能的影响.结果表明:使用丙酮为溶剂,预聚合时间为5h,模板分子、...     

液化天然气BLEVE机理研究及其事故后果评价

运用范德华方程描述热侵袭下储罐内过热液体的大量蒸发现象,揭示了储罐压力骤升具有的尖点突变的特征,当压力为0.1～0.8MPa时,相应的失稳过热度在143.5～150.7K的范围内变化.能量平衡理论的计算表明:储罐因失效而引发的沸腾液体膨胀式蒸气爆炸(BLEVE)过程中,所释放的能量随过热液体温度的增加而增加.文中还对BLEVE的爆炸冲击波超压及人体安全距离进行了估算.研究结果可为LNG储运过程中此类事故的预防以及后果评估提供理论依据.     

LPG罐区火灾爆炸危险性的定量评价

文章分析了对液化石油气储罐区物质危险性和常见事故类型,就罐区而言,池火灾、蒸气云爆炸(VCE)和沸腾液体扩展蒸气云爆炸(BLEVE)是三种常见事故。选用池火灾和蒸气云爆炸简化数学模型对液化石油气储罐区的火灾事故后果进行了定量评价,确定了火灾事故的人员伤害和财产损失范围。所得结果对于储罐区安全距离、防火堤设计及事故应急救援具有一定的指导意义。     

气液两相射流破岩流场数值模拟

为解决传统水射流破岩资源消耗巨大的问题,急需研究出一种高效节能的射流破岩技术,以达到节能减排、绿色可持续发展的目的。本文基于计算流体力学方法,在水射流的基础上加入定量气相,形成气液两相射流,并对其进行数值仿真,研究了气液两相射流的速度场、压力场特性,分析了气相体积分数、入射压力和喷距对气液两相射流破岩性能参数的影响规律。研究结果显示：气相体积分数为30%的气液两相射流的最大轴向速度为288 m/s,相比纯水射流提升超过19%。当射流从喷嘴喷出,高压的气泡溃灭会形成高速溃灭微射流,提高射流速度和射流冲击力。随气相体积分数增加,射流最大轴向速度不断增加,而驻点压力略有下降。随入射压力增加时,射流最大轴向速度呈上升趋势,但增幅逐渐变缓。当喷距增加到35 mm时,射流中的大部分气泡在靶面附近发生溃灭,对靶面产生脉动冲击,使驻点压力回升到26 MPa,此时驻点压力高,射流扩散较小,射流破岩性能良好。     

高空科学气球下降过程航迹与热性能耦合分析

考虑高空科学气球动力学与热力学耦合关系,研究分析下降过程飞行航迹与内部氦气热性能.建立高空科学气球热模型和下降过程动力学模型,包括太阳辐射模型、红外辐射模型、对流换热模型等,仿真得到了某高空气球下降过程高度、速度等飞行航迹参数和氦气体积、温度等热性能参数,分析了参数变化规律与变化原因.研究结果表明,高空气球下降过程存在严重超热现象,超热状态变化导致下降速度变化,下降速度变化又导致超热状态改变;下降初始阶段氦气排放质量对下降速度、下降时间和超热状态均存在重要影响.     

浸没燃烧蒸发过程单个气泡传热传质模型

浸没燃烧蒸发器是一种利用高温气体与低温液体直接接触传热的高效蒸发设备,其现有传热传质模型较为繁琐。该文从传质推动力角度出发建立了高温气泡在水中上升过程的传热传质模型,计算结果与文献报道的实验数据、模拟结果基本吻合。利用该模型计算可得出,浸没燃烧蒸发过程中,液体平衡温度随气体初始温度的升高或气泡内初始水蒸汽含量的增大而升高,接触时间在一定范围内的增加使得液体平衡温度随之降低,超出1 s后对液体平衡温度影响不大。     

液化烃储罐区泄漏及火灾爆炸危险分析

 在系统分析液化烃不同储存方式及泄漏与火灾爆炸危险的基础上,提出了液化烃储罐常见火灾爆炸事故类型并分析判断流程。研究表明,全压力式液化烃储罐发生泄漏的概率与全冷冻式液化烃储罐发生泄漏的概率基本相当;与全压力储存方式相比,全冷冻方式储存的液化烃泄漏时强烈的吸热作用会造成更为严重的冷冻伤害破坏;空间爆炸、孔口火灾和池火是液化烃不同储存方式共有的火灾爆炸危险类型,全压力式液化烃储罐有发生沸腾液体扩展蒸气爆炸并形成火球的危险,全冷冻式液化烃泄漏后与水接触则有发生热传递类蒸气爆炸的可能。     

尾矿粉土液化后的大变形特性试验研究

利用GDS动三轴试验系统研究尾矿粉土液化后的变形特性.首先对饱和尾矿粉土进行振动使其液化,再施加静力荷载;分析了固结围压、相对密度、加载速率等因素对变形与孔隙水压力的影响,研究了饱和尾矿粉土液化后的流动变形与孔隙水消散的变化规律.结果表明:不排水试验条件下,固结围压、相对密度对尾矿粉土液化后的流动变形特性影响明显,而加载速率的影响较小;加载试验的最终孔压比一般介于0.7~0.9之间,相对密度对孔压消散过程的影响大于围压的影响.根据试验结果提出了描述尾矿粉土液化后变形特性的三参数模型,并进行了模型参数的拟合计算及模型验证和对比,结果表明该模型具有良好的适用性.     

小型航天器液化气推进系统的数值模拟

为研究小型航天器液化气推进系统的工作性能,依据质量、能量守恒方程建立了一维、单组元液化气自蒸发过程的数值模型。利用模型对温度、压力、质量流量等主要参数进行了理论仿真,并搭建试验平台进行测试验证。N2O自蒸发实验表明,模型仿真与相应测试结果吻合良好,证明了该模型在假设条件下的有效性。该数值模型适用于所有真实气体的液化气推进、冷气推进,以及外太空真空、零重力条件下的液化气推进。研究结果可用于评估小型航天器的液化气发动机。     

小型航天器液化气推进系统的数值模拟

为研究小型航天器液化气推进系统的工作性能,依据质量、能量守恒方程建立了一维、单组元液化气自蒸发过程的数值模型。利用模型对温度、压力、质量流量等主要参数进行了理论仿真,并搭建试验平台进行测试验证。N2O自蒸发实验表明模型仿真与相应测试结果吻合良好,证明了该模型在假设条件下的有效性。该数值模型适用于所有真实气体的液化气推进、冷气推进,以及外太空真空、零重力条件下的液化气推进。研究结果可用于评估小型航天器的液化气发动机。