低压环境下可燃液体火灾危险性的实验研究

闪点是评价可燃液体火灾危险性的主要指标之一,同时也是可燃液体的重要物性.通过模拟低压环境,选取两种纯净物(正癸烷、正己醇)和两种混合物(0#柴油、航空煤油)在35,45,55,65,75,85,95和101kPa 8个不同压力下进行闭口杯闪点连续测量实验.结果表明:在模拟低压环境中,闪点与压力存在非线性的对应关系,利用先前研究的理论进行分析验证,模拟低压情况与真实情况符合较好.在此基础上,结合火灾危险性的分类标准,给出可燃液体的火灾危险性等级随环境压力变化的规律.研究结果可为高原环境中燃油的安全生产、储存、运输和使用,以及航空防火安全提供科学依据.     

液体混合物的导热系数与汽液平衡之间的关系

将统计热力学模型与作者建立的传热反应速率理论相结合，通过液体混合物中分子间的相互作用能、分子的大小和形状，将液体混合物的导热系数与汽液平衡相互联系起来，使这两类液体混合物的性质统一到分子间相互作用能、分子的大小和形状这一液体混合物的共性上，对这两类性质进行统一的描述，研究这两类性质之间的关系。对１１对二元体系根据液体混合物的导热系数对汽液平衡进行了推算。结果表明，所建立的液体混合物的模型能够描述它们的导热系数与汽液平衡之间的相互关系。     

氮－烃类二元低温混合工质的工作机理分析

用ＰＲ方程计算氮－烃类二元混合物的自由焓，提出判别氨－烃类二元混合物互溶性的方法，并计算了该类混合工质的汽液平衡、液液平衡和汽液液平衡特性，为寻求新的混合工质对提供了一种有效的理论预测方法。     

氮—烃类二元低温混合工质的工作机理分析

用ＰＲ方程计算氮－烃类二元混合物的自由焓，提出判别氮－烃类二元混合物互溶性的方法，并计算了该类混合工质的汽液平衡、液液平衡和汽液液平衡特性，为寻求新的混合工质对提供了一种有效的理论预测方法。     

核电站安全壳打压试验中可燃物爆炸下限的实验研究

为了研究缩短核电站安全壳完整性试验和泄漏率试验工期的可行性,对安全壳打压试验过程中所使用的化学品的挥发性测试结果进行了研究和分析,筛选出25种可燃性物质,在60℃或略高于可燃物闪点的初始温度下,对其在100、310和520 kPa的初始压力条件下的爆炸下限进行了实验研究,获得了重要的安全性实验数据。实验结果表明,对于低闪点的可燃性液体,其在不同初始压力下的爆炸下限几乎相同;对于闪点较高的可燃性液体,当初始压力较高时,由于可燃蒸气的液化,出现不能被点燃的现象,有利于安全壳打压过程中危险性的降低;针对11种初始压力升高后出现不可燃现象的物质,提出了一种其在所测试的初始温度下可以被点燃的最大初始压力的估算方法,可为完整性试验和泄漏率试验过程中的安全性分析提供理论依据,以缩短试验工期。     

二元互溶可燃液体闪点的实验与理论预测研究

本文采用MINIFLASH FLPL全自动闪点测试仪对不同组成和配比的288组二元互溶有机混合液体的闪点进行了测定.根据气液平衡理论,计算了各混合液体的正常沸点、标准蒸发焓以及蒸气相中混合气体的化学计量浓度和平均碳原子数,并将它们作为输入参数,闪点实验数据作为输出参数,采用多元线性回归和多元非线性回归方法对二者之间的内在相关性进行研究,建立了二元互溶可燃混合液体闪点的预测模型.两种方法对训练集的预测平均绝对误差分别为1.6377K和1.6458K,对测试集的预测平均绝对误差分别为2.5056K和2.5373K,均在实验允许误差范围之内.2种模型的预测性能基本相同,但考虑到模型的直观性和可解释性,线性模型则具有明显的优势,更适用于二元互溶可燃液体闪点的预测.     

浅谈可燃液体火灾的基本特性及其在消防工作中的指导作用

论述了可燃液体火灾的分类、燃烧机理、闪点、燃点和自燃点等基本特性,并将其与消防工作相结合,提出了这些特性在消防工作中的指导作用,以期为消防部队对此类火灾的防火和灭火工作提供帮助.     

二元可燃烃类混合气体的爆炸下限实验及理论预测

利用FRTA爆炸极限测试仪对二元可燃烃类混合气体爆炸下限(LEL)进行测试,共获得16组144个二元可燃混合气体的爆炸下限值,并对混合气体随其组分及配比变化的规律进行研究。基于Chemkin软件的绝热燃烧相平衡模型模拟了二元可燃烃类混合气体的绝热燃烧过程,以绝热压升达到324. 24 kPa为依据判断此时可燃混合气体已达爆炸下限。结果表明:模拟规律与实验规律相类似,且两者间曲线变化幅度差距不大;样本中二元可燃混合气体爆炸下限预测值与实验值平均绝对误差为0. 22%,平均相对误差为9. 41%,预测误差在实验误差允许范围之内,可见预测方法具有较强的可靠性。本文的研究为工程上预测二元可燃混合气体的爆炸下限提供了一种新的有效方法。     

几种环保制冷剂爆炸极限实验研究与估算

通过实验研究提供了R125与6种HFC、HC制冷剂混合物的爆炸极限变化曲线图.建立了混合工质爆炸极限与临界抑爆浓度的计算模型;与爆炸极限曲线图相结合,对含有不可燃组元混合工质的爆炸极限进行较为准确的估算.结果可作为评价所研究混合工质的可燃性或指导爆炸极限测试的依据.     

CNG加气站火灾爆炸风险后果的指数评价

CNG加气站风险评价的一个重要方面是对其火灾爆炸失效后果进行评价。目前加气站燃烧爆炸事故的风险评估主要以预先危险性分析、故障树分析等定性风险分析方法为主。阐明了加气站事故损害的影响因素,包括一般工艺危险性和特殊工艺危险性分析。并对加气站火灾爆炸危险性作了全面的分析。在此基础上,对某CNG常规站采用指数评价法开展加气站火灾爆炸风险后果的定量评价,为站场定量风险评价研究工作奠定了基础。     

旋流条件下的气液环空流流动规律研究

针对涡流工具排液效果的问题,开展了旋流条件下气液两相流动模型的研究。考虑到旋流中角速度的存在,研究中采用气液流动在径向和周向上的动量和角动量平衡的方法,建立了气液流动控制方程,计算了液膜厚度,气液相旋流强度等参数以及压降梯度,并进行涡流工具实验验证模型。涡流工具降低压降损失的机理结果表明,安装涡流工具后流动压降可以降低5%~20%。根据实验及模型,在低速（气相速度小于13 m/s）时,小旋流角和高旋流强度更利于降低压降,而高速（气相速度大于16 m/s）时,高旋流强度会增加额外摩擦阻力。旋流强度的衰减速度会随着液相速度增大而减小,而随气相速度增大而增大。该研究结果可对涡流工具进行优化设计,以达到最佳排液效果。     

Modeling and Simulation of a Gas-Liquid Coupling Excitation-Induced Cavitation Bubble

A gas-liquid coupling excitation mode is proposed and the gas-liquid excitation experimental system is developed. Air from pulse generator is mixed with liquid,through which the generated cavitation bubbles can strip contaminants adhered to the pipe inner wall rapidly. The kinematics equation of the bubble inside the hydraulic oil is established and the numerical simulations are carried out. The influential factors such as gas pressure, excitation frequency,initial bubble radius and fluid viscosity are analyzed.The results show that the cavitation will evolve from steady state to transient state with the increasing gas pressure and initial bubble radius. The pulse generator frequency has a slightly effect on the growth of the bubble radius,and the breakup time of the bubble is shortened with the rising frequency. Similarly, the increasing viscosity of liquid has minimal impact on cavitation effect,which can weaken the growth and the collapse of the bubble. Moreover,the temperature inside the cavitation bubble is investigated,indicating that the instantaneous temperature inside the bubble increases with the rising gas pressure. Once the gas pressure is raised to a certain value greater than the fluid static pressure, the instantaneous temperature inside the bubble will rise sharply. So, it can be concluded that the gas-liquid coupling excitation-induced cavitation process is controllable, and some theoretical basis of the new excitation mode is presented,which is expected to be applied in the online cleaning of the complex hydraulic system.     

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.     

泵出型螺旋槽机械密封端面间隙气液两相流动数值分析

针对泵出型螺旋槽气膜密封由于阻塞气压力降低,被密封液相介质进入密封间隙的情况,以密封端面间隙流体膜为研究对象,利用Fluent软件VOF模型模拟阻塞气压力恢复到正常值时端面间隙的流动状况。此时流体膜处于气液两相非稳定流动状态,研究密封端面间气液两相介质分布、压力分布及密封性能随时间的变化规律。结果表明:在假设条件下,内径处阻塞气压力恢复到正常值,流体膜能够恢复成纯气相流体膜;液相介质能增强流体动压效应,增大气相介质流动阻力,降低泵送量;气液两相掺混,改变了气液两相分布、压力分布、泵送量等密封性能,增大了流体膜恢复成纯气相的难度,且在液相介质进入螺旋槽状况下,流动过程中少量液相介质在内径处发生泄漏。     

A mathematical model and numerical simulation of pressure wave in horizontal gas-liquid bubbly flow

By using an ensemble-averaged two-fluid model,with valid closure conditions of interfacial momentum exchange due to virtual mass force,viscous shear stress and drag force,a model for pressure wave propagation in a horizontal gas-liquid bubbly flow is proposed.According to the small perturbation theory and solvable condition of one-order linear uniform equations,a dispersion equation of pressure wave is induced.The pressure wave speed calculated from the model is compared and in good agreement with existing data.According to the dispersion equation,the propagation and attenuation of pressure wave are investigated systemically.The factors affecting pressure wave,such as void fraction,pressure,wall shear stress,perturbation frequency,virtual mass force and drag force,are analyzed.The result shows that the decrease in system pressure,the increase in void fraction and the existence of wall shear stress,will cause a decrease in pressure wave speed and an increase in the attenuation coefficient in the horizontal gas-liquid bubbly flow.The effects of perturbation frequency,virtual mass and drag force on pressure wave in the horizontal gas-liquid bubbly flow at low perturbation frequency are different from that at high perturbation frequency.     

测定高压气体溶解度的装置

建立了一套测定高压下气体在液体中溶解度的装置,该装置具有以下特点：气液相可充分混合,平衡釜通过底部活塞加压,最高测定压力可达40．0 MPa,液相在体系循环状态下取样可避免物系的二次平衡,体系死体积较小,装置恒温槽的控温精度较高(±0．1℃)．利用此装置测定了温度为298．15 K、303．15 K和压力2．0～12．0 MPa下甲烷在正己烷中的溶解度数据并与文献值相比较,从实验数据的精度和重复性考察了实验装置的可靠性,实验值和文献值的相对误差均小于2．5%,同时根据Kricheveky-Kasarnovsky(K-K)方程提出了一种从高压实验数据回归常压实验数据的方法．     

一种应用于可燃气云爆燃计算的改进SIMPLE算法

基于SIMPLE算法的压力校正思想,提出了一种新的改进算法．设计了先对温度进行假设,再对其迭代求解的计算流程,并从理想气体状态方程出发,推导出了密度校正方程,对半球形可燃气云爆燃进行了计算,得到了收敛性能良好的计算结果．该改进算法可以应用于可燃气云爆燃的计算中．     

微膨胀床反应器内气液分布设备性能数值模拟

用VOF数值模型方法,对适用于上流式微膨胀床反应器内的气液分布设备进行了数值模拟研究,并与实验结果进行了对比。考察了气液分布设备对气液两相的分布作用,包括分布器内的动态流动特征和流动形态。同时考察了气泡的大小、上升速度、压力降随着表观气液速的变化规律。结果表明：(1)选用VOF数学模型,可以清晰准确的模拟出气液分布器的动态流动特性和气液分界面,可以指导气液分布器的优化设计;(2)气泡的上升速度随着表观气速和表观液速的增大而增大;气液分布器出口气泡的直径随着表观气速的增大而增大,随着表观液速的增大而减小;截面平均气含率随着表观气速的增大而增大,随着表观液速的增大而减小;气液分布器的压降则随着表观气速的增大而减小,随着表观液速的增加而增大;(3)相对于表观液速的变化,气液分布器对表观气速的变化敏感度更高,表观气速更影响分布器的工作负荷。     

水平管内气液两相流影响滑脱损失的实验研究

为了探究滑脱损失在气液两相流中对压降存在的影响,从而进一步减小滑脱带来的损耗,本文通过利用多相流实验设备,采用水-空气为流动介质,对水平管条件下的气液两相流中的滑脱损失进行了实验研究。在采用杜克勒Ⅰ法无滑脱压降模型的理论基础上,结合实验所得数据,利用滑脱密度、滑脱压降和滑脱压降比三个参数分别对不同管径、不同液相表观流速以及不同气液比条件下的滑脱损失进行了分析。结果表明：在相同气体表观流速条件下,最大滑脱损失会随管径的增大而增大;当气相表观流速一定,液相表观流速越大时,滑脱损失在管线的整体压降中产生的影响越大;在液体表观流速不变,气液比改变时,可根据滑脱压降大小判断滑脱损失影响;水平管中滑脱损失变化与滑脱密度之间没有明显的关联性;水平管中段塞流型相较于层状波浪流会产生更大的滑脱损失。以上结论可为工程设计、实践提供参考。     

水平气液两相变质量分层流动模型

由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别 ,可以预知常规水平管流的流型转变机理及压降计算方法 ,对于井筒流动来说就需要进行修正或扩展 .根据气液两相界面波的迅速成长机理 ,考虑了管壁入流或出流的影响 ,得到水平井筒气液两相变质量流动分层流向非分层流流型转变的判别方法 .并对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程 ,考虑管壁存在入流或出流对于分层流流型压降的影响 ,得到水平井筒气液两相变质量流动分层流流型的压降计算方法 .