加油站埋地汽油储罐爆炸定量分析

针对加油站的埋地汽油储罐爆炸进行了定量分析。简要叙述了加油站埋地储罐的埋地方式以及埋地深度等基本情况,运用岩土中的爆炸理论描述分析了埋地储罐爆炸的过程。在计算爆炸冲击波超压时,提出一个计算埋地汽油储罐爆炸冲击波超压的准则:对于埋地汽油储罐爆炸,应当结合汽油储罐的埋地深度以及储罐周围覆土的性质等因素来确定冲击波超压的计算方法。     

LPG球罐BLEVE过程中超压与热耦合效应模拟研究

为评估LPG球罐发生BLEVE过程中超压与热耦合效应对化工企业抗爆控制室和避难所选址的影响,采用TNO多能法数学模型计算冲击波超压,采用多源数学模型计算火球热辐射。编写MATLAB计算程序,并应用ANSYS模拟二者破坏效应的耦合作用。LPG球罐发生BLEVE过程中,爆炸冲击波的传播速度、持续时间和火球的传播速度、持续时间不同,爆炸冲击波主要在燃料高速抛散的初期形成,之后基本与火球脱离。分别模拟计算冲击波超压和火球热辐射对抗爆控制室和避难所的影响,结果表明：抗爆控制室选址只需考虑爆炸冲击波的影响;避难所选址需要考虑冲击波超压和火球热辐射作用双重影响。在研究基础上提出,LPG球罐附近人员逃生的避难所应设置在球罐防火堤外紧邻防火堤处的地下,应具有抗震、防渗、防火、防中毒窒息等功能。人员应在BLEVE发生前进入避难所才能逃生。     

滤筒除尘器脉冲清灰动态分析

对常用规格φ325 mm×660 mm滤筒采用普通喷吹孔和诱导喷嘴进行脉冲清灰实验研究,测试滤筒侧壁压力峰值和压力上升速度,并使用高速动态分析仪拍摄清灰时粉尘从滤筒壁面脱落的动态过程。实验证明了滤筒脉冲清灰时,粉尘的脱落是从滤筒上部到下部依次进行,滤筒侧壁第一个压力峰值、最大压力峰值和压力上升速度对清灰效果均有影响,且脉冲气流形成的第一个侧壁压力峰值对滤筒的第一次冲击对清灰来说起着决定性的作用,回流气流形成的侧壁压力峰值作用较弱。而压力上升速度不能完全作为评价清灰效果好坏的指标。实验证明,采用诱导喷嘴可以改善滤筒内部流场,提高清灰效率。     

一起反应失控爆炸事故的超压后果分析

沸腾液体膨胀蒸气爆炸(BLEVE)是反应失控常见的后果之一,针对常用的TNT法计算BLEVE爆炸超压效应可能导致错误的情况,采用TNT法与Baker-Tang爆炸曲线法分别对反应失控导致的BLEVE爆炸超压效应进行计算,并与现场证据相比较,考察不同模型计算的准确性。结果表明,TNT当量法计算的理论超压过高估计了实际超压。当估计碎片所占能量在32%~50%之间时,Baker-Tang爆炸曲线法计算的超压与实际爆炸超压吻合较好。因此,Baker-Tang爆炸曲线法是BLEVE爆炸超压预测的有效工具。     

水蒸气抑制甲烷燃烧和爆炸实验研究与数值计算

在爆炸激波管中对水蒸气抑制甲烷燃烧和爆炸进行较系统的实验研究,并对其抑燃、抑爆化学动力学作用机理进行数值计算分析。结果表明:加入一定量的水蒸气后,可以有效降低CH4-O2混合气体的燃烧速度和爆炸强度;当水蒸气量达到某临界值时,CH4-O2混合气体将不能被点燃。化学动力学数值计算结果表明:在混合气体中加入水蒸气后,增大了甲烷的点火延迟时间,降低了燃烧温度和H,O和OH等高活性自由基的浓度。水蒸气能有效抑制甲烷燃烧和爆炸,其作用效果源于其物理抑制和化学阻化的综合效应。     

Measuring the violence of dust explosions with the “20 l sphere” and with the standard “ISO 1 m vessel”: Systematic comparison and analysis of the discrepancies

On the basis of a systematic testwork with a number of different dusts, the explosion indices as determined within the 20 l sphere and with the ISO-VDI 1 m³ vessel have been compared. The repeatability has been assessed and since some systematic deviations appear a refined physical analysis of the explosion processes is developed. It appears in particular that the cube root law supposed to link both vessels is not verified. A striking illustration of this appears when a dust with a significant explosion severity inside the 20 l sphere is not even explosible in the larger vessel. It is strongly suggested that the ignition energy is forcing very significantly the explosion in the smaller vessel inducing several tens of Celsius degrees of preheating. It is shown also that the inner level of turbulence is decreasing very fast in the 20 l sphere during the flame development so that difficult-to-ignite mixtures would tend to burn at a lower combustion rate. It is further demonstrated that the major bias between the chambers can be explained and quantified with these elements. A correlation with the standard 1 m³ vessel and a grid of interpretation of the data is proposed.     

多分支管道油气爆炸特性大涡模拟

为了研究油库常见的分支结构空间内发生油气爆炸时火焰和压力的传播特性,建立了基于WALE湍流模型及Zimont预混火焰模型的油气爆炸模型;模拟了6种不同分支管道结构空间内汽油/空气混合物爆炸发生发展过程;研究了分支管道数量及相对设置位置对爆炸超压的影响规律,以及分支管道对火焰传播形态和速度的影响规律;模拟结果与前人相关实验规律进行对比。研究结果表明:分支管道对汽油/空气混合气预混爆炸具有明显的强化激励作用;火焰锋面传播经过分支管道时,经历规则—褶皱—规则的变化过程;主管道内火焰传播速度,在分支管道对流场的突扩作用和湍流作用的共同影响下呈震荡变化的规律。     

多孔球形材料阻火抑爆性能影响因素数值模拟研究

为探究影响多孔球形材料阻火抑爆性能的主要因素,采用气体爆炸模拟软件FLACS建立多孔球形结构中湍流燃烧模型,对填充多孔球形材料后丙烷/空气预混气体燃烧爆炸过程进行数值模拟。研究结果表明:多孔球形材料能够有效衰减爆燃压力波、阻隔火焰传播,起到阻火抑爆作用,且压力波衰减程度和火焰阻隔效果与多孔球形材料的尺寸、孔径及填充密度密切相关。当多孔球形材料的直径为25 mm、孔径为3 mm、填充密度为20层时,压力波衰减程度最大,火焰阻隔效果最明显,说明直径和孔径越小,填充密度越大,材料的阻火抑爆性能越强。     

基于超压值地铁上覆管道爆炸对隧道及人员安全影响研究*

为分析地铁上覆管道爆炸对乘客安全影响,采用基于超压冲击波阀值数值模拟,通过将泄漏气体能量等效为TNT当量,分析不同泄漏模式爆炸冲击波对地铁隧道及人员安全影响。结果表明:爆炸产生的超压冲击波对隧道及人员影响小于限值,不会造成人员伤亡,研究结果可为地下工程下穿油气管线安全影响分析提供理论支撑。     

不同形状受限空间内油气爆燃特性的实验研究

基于实验对4个不同形状的20L容器内的油气爆燃过程进行了研究,探讨了不同形状受限空间内爆炸压力荷载的变化和火焰行为的区别。结果表明:管道（短管和长管）的压力时序曲线较容积式受限空间（球形容器和立方体容器）的压力时序曲线更复杂,并且出现压力振荡;随着初始浓度的增加,超压值和平均升压速率均先增大后减小,在浓度为1.74%时达到最大值,此时,超压从大到小依次为:长管>短管>立方体>球形容器,平均升压速率从大到小依次为:短管>立方体>长管>球形容器;在爆燃初期,立方体中火焰行为为半球状层流火焰→扁平层流火焰,火焰速度先增大后减小,最大速度为12.5 m/s,长管中火焰行为为半球状层流火焰→拉伸指状火焰,火焰速度一直增大,最大速度为40 m/s。