风速对LPG球罐泄漏扩散过程的影响研究

液化石油气(LPG)泄漏扩散受风速、温度、压力等因素影响,其中风力作用对泄漏扩散过程的影响最明显.为研究风速对LPG球罐泄漏扩散的影响规律,以1000 m3球罐为原型,首先建立LPG球罐泄漏扩散数学模型并进行理论计算,其次建立不同风速下LPG球罐泄漏扩散的FLUENT数值模型,结合理论计算对数值模拟结果进行验证.结果表...     

松软煤层钻进高温闭锁及预警装置研究与应用

针对高瓦斯松软煤层钻孔施工存在孔内瓦斯燃烧的安全隐患问题,提出钻进高温闭锁及压力预警系统,开展钻头与闭锁装置之间的温度传导规律实验、储液密封仓液体介质实验,并进行现场工业性试验。研究结果表明:钻头与储液密封仓之间的温度传输平均差值约为251.52 ℃;储液密封仓选取水为充填介质时,能够保障钻头温度在380~424 ℃范围时蒸汽活塞发生动作;通过现场工业性试验,高温闭锁装置可实现钻头高温下的风水通路闭锁,及时切断氧气来源,避免钻进过程中瓦斯燃烧事故;压力预警装置可将钻进风水通路闭锁转化为声音信号,根据预警时长对钻进过程中的高温、渣堵钻头、瓦斯大等现象进行识别,并及时调整钻进速度及压力,从而降低钻进过程中事故发生的概率。     

飞机撞击下核电厂安全壳载荷曲线相关问题研究

针对大型商用飞机对核电厂反应堆安全壳恶意撞击的安全评估需求,综述了国外确定飞机撞击安全壳载荷曲线的基础理论、试验测试技术和数值模拟方法.首先,从理论上对飞机撞击安全壳的载荷特性和Riera撞击模型进行分析,给出了Riera模型的基本假设、模型各项物理意义及模型的求解方法,明确了靶体碰撞表面的冲击载荷(力)由静载项和动载项组成;其次,分析总结了确定Riera模型中压损载荷参数的试验方法和真实飞机撞击载荷测量的试验技术和实施方法,指出大型商用飞机对核电厂反应堆安全壳恶意撞击属"软冲击"范畴,撞击载荷可用Riera模型计算得到;再者,在数值模拟方面,总结了采用有限元技术进行飞机撞击载荷计算和安全评估的数值模拟方法及其发展趋势;最后,在分析国内开展飞机撞击载荷研究面临问题的基础上,指出从理论上建立飞机撞击载荷-时间曲线计算模型及方法,并通过试验和数值模拟验证是国内确定大型商用飞机撞击安全壳结构载荷曲线比较可行的技术路线.     

基于蒙特卡洛模拟算法的环氧乙烷球罐多米诺效应风险分析

基于多米诺效应的故障概率模型,结合某化工公司环氧乙烷存储装置,借助ALOHA软件判定装置间的多米诺影响系数。在此基础上,分别应用分析算法和蒙特卡洛模拟算法对考虑到多米诺效应情况下一特定环氧乙烷球罐T_1的失效概率进行计算分析。结果表明,分析算法和蒙特卡洛算法的结果呈现出较好的一致性。并且随着时间的推移,2种方法的吻合度越来越高。本方法的提出有效地简化了考虑多米诺效应情况下多个装置失效概率的计算,所得结论为工厂对球罐间安全屏障的设计提供一定的借鉴作用。     

振动环境下液化气罐内饱和液体状态变化规律研究

液化气在储运过程中存在安全隐患,为分析在运输途中的液化气罐内部压力变化情况,建立液化气罐在受迫振动下的一维数学模型,分析运动过程中饱和液体和气罐的相对运动以及对罐内压力的影响.根据经验公式计算过热液中气泡的生长和消失,并用商业CFD软件CFX模拟在振动过程中罐内介质的状态变化过程,计算由于气泡的生长和消失导致的压力波动.根据这些数据进一步分析罐的振动频率和液体的填充量对汽化速率和压力波动的影响,并得出变化规律.     

池火灾情况下可燃液体储罐孔洞泄漏量的研究

对石化领域中池火灾情况下可燃液体储罐孔洞泄漏的实际泄漏量进行了研究,分析了立式固定顶罐、球罐及卧罐3种储罐内液体的实际孔洞泄漏过程。针对罐内可燃液体孔洞泄漏量的确定方法进行了研究,获得求解模型。利用Visual Basic语言开发了适用于石油化工领域池火灾情况下可燃液体储罐孔洞泄漏量确定的计算软件,该软件可使储罐液体孔洞泄漏量的计算更加简便、精确,并由此可较准确地确定池火灾的伤害范围,为石化厂区的装置平面布局及事故应急救援预案的制定提供指导依据。     

液化石油气球罐的安全评定

通过对液化石油气球罐的定期检验,运用软件对球罐进行安全评定。结果表明,缺陷球罐通过基于常规评定方法的安全性评价计算,其在正常工况下运行是安全的,不会发生失效。软件分析在一定程度上可以替代常规人工评定,缺陷评估效率得到很大提高。     

水平管分层流下微孔泄漏特性数值模拟和实验分析

在油气田开发过程中,通常采用气液相混输模式,管道受腐蚀等因素影响容易出现穿孔而发生两相流泄漏。为分析两相流泄漏特性,对管内常见流型分层流下的微孔泄漏特性进行数值和实验分析;采用VOF耦合Level set算法分析了不同影响因素下的气液两相泄漏特性,设计了1种管道泄漏收集装置,进行室内两相流泄漏实验,并验证了数值预测模型的准确性。研究结果表明:气液两相流经过管壁泄漏口时会发生相分离,泄漏特性受小孔方位、管路内外压差、气液相流速影响较大;泄漏口位于管路侧壁时的泄漏特性与其他角度下的泄漏特性有所不同,可用泄漏影响区内的气液分布进行解释;当泄漏口位于管路底部时,存在临界液相分流系数,当液相分流比小于此临界值时,泄漏流体为单相液体。VOF耦合Level set算法的数值方法可为管路泄漏量预测和相分离特性分析提供参考。     

消防用快速固定式泡沫填充装置研制成功

化工油类火灾采用泡沫灭火迅速而有效,但以往对消防车填充泡沫液较费工时,如填充2吨泡沫液需要5人40分钟方能完成,这样,在紧急情况下往往容易贻误战机。为此,吉林化学工业公司消防处研制成功一种能盛装9吨泡沫液的快速填充装置。该装置由2人操作填充2吨泡沫液只需要1分钟,     

轴向载荷波动下海上测试管柱动力响应与安全系数分析

为研究海上测试管柱在作业过程中轴向载荷波动对管柱强度和变形的影响,针对泥线上管柱的作业特点,对适应于简化条件下的泥线上管柱的轴向力计算方法及振动模型进行了推导;基于建立的管柱有限元模型及其固有频率分析结果,应用Workbench进行了不同频率、不同水深、不同波动幅度轴向力下测试管柱的动力响应分析及对应的安全系数计算。研究结果表明:轴向力三角形波动一定周期后,响应参数趋于稳定,波动幅度对管柱的响应结果影响不大;同幅度载荷变化下,正弦波动时的最大应力、最大变形响应数值较三角形波动时要小;随着水深的增加,最大变形、最大应力的数值均明显减小,二者响应规律基本一致;在基频不同倍数的波动下,波动频率对响应频率、稳定前的时间占比、幅度等影响明显;测试管柱在轴向波动载荷作用下的强度均满足材料的使用安全系数,但正弦波动时管柱的变形与应力始终随轴向力的变化而变化,正弦波动下的管柱易出现周期性疲劳破坏。     

风载荷作用下立式低温储罐动力可靠性分析

针对随机风载荷作用下储罐结构动力可靠性问题,以300 m~3的中小型立式低温储罐为研究对象,利用自回归(AR)模型进行数值模拟,得到风载荷的脉动风速时程与脉动功率谱密度函数;采用ANSYS程序建立储罐三维有限元模型,并对储罐进行动力学分析,计算出储罐结构的随机响应值,进而得到随机风载荷作用下储罐结构动力可靠性所需全部数字特征;利用首次超越机制计算得到储罐的动力可靠度。结果表明:在50年一遇高度为10 m处最大风速26. 8 m/s的情况下,振动频率为0. 83 Hz时,结构位移、速度响应幅值比较大,储罐对低频振动比较敏感;随着使用年限的增加,储罐结构动力可靠度呈现出负指数形式下降趋势,当储罐达到设计使用年限25年时,可靠度降为71. 46%。     

丙烯罐区火险分析及预防

1、概述港储公司南油库新建 2台 2 0 0 0ｍ3丙烯球罐 ,于 2 0 0 0年 1月投入生产 ,用于储存转输丙烯 ,丙烯一旦发生大量泄漏 ,遇热源或明火 ,即可引起整个球罐区的连锁反应 ,产生牵一发而动全局的严重后果。丙烯属甲类易燃易爆化学危险物品 ,在常温常压下 ,其爆炸极限为 2 -11 1% (体积 ) ,与空气能够形成爆炸性混合物。如果泄漏1Ｍ3 丙烯 ,可气化为2 50Ｍ3 可然气体 ,扩散到大气中又成为2 50 0 - 12 50 0Ｍ3 的爆炸性混合气体 ,若遇气流推动 ,扩散 ,其飘移距离可达150 0Ｍ左右。其在火灾事故发生过程中 ,燃爆速度快( 2 0 0 0 - 30 0 0Ｍ/Ｓ…     

用射流装置消除大型泵机组的汽蚀振动

一大型石化工程中乙烯乙二醇装置用碳酸盐泵投料运行后,泵机组和进出口管线就发生异常的噪声与振动现象,严重影响到生产安全和作业环境。笔者分析了异常噪声、振动的原因,认为是由于泵发生汽蚀所致;提出了在泵进口管线增设射流装置的措施,将泵自身出口的一部分高压液体引入到射流装置,并与来自储罐的液体混合,增加液体压头后提供给泵进口,以提高装置的有效汽蚀余量,消除大型泵机组由于汽蚀引起的噪声、振动;研讨了射流装置的设计参数和结构设计。通过增设射流装置的技术的措施,有效地解决了泵机组及进出口管线的异常噪声、振动问题,消除了化工系统的安全生产隐患。该技术措施还可以用于电厂等有类似问题的其他装置,有广泛的实用价值。     

金属废水用水平椭圆管降膜蒸发器液膜流动分析

水平椭圆管降膜蒸发器是金属废水处理系统中的新型设备。用CFD的方法建立二维VOF两相流模型,对蒸发器进行数值模拟。分析了不同初始流速、不同管排间距、不同粘度条件下管外液膜厚度分布,并根据第一管排外液膜厚度沿周向角分布的模拟值,对Nusselt液膜厚度解析表达式进行了修正。     

基于船体三自由度井喷液柱高度测量方法

为了解决海洋平台井喷事故发生后井口压力与井喷液柱高度的获取问题,基于观测船船体三自由度运动,提出1种井喷液柱高度测量方法。在考虑船体三自由度运动的前提下,将难以直接测量的井喷液柱高度转化为三倾角测量,再通过设计的配套液柱高度计算方法计算液柱高度;采用自设计新型角度测量装置测量角度;对角度测量信号进行卡尔曼滤波处理,消除甲板振动对测量的影响,并优化设计测点间距,进一步提高测量精度。研究结果表明:在考虑不同船体状态的情况下,测量值与实际值误差小于4. 2%,该测量方法可行,整体设备简单、操作方便、稳定性高、适应能力强,计算结果准确,可以满足现场应用需求。     

基于蒙特卡洛模拟算法的化工装置失效概率估算

分别采用分析算法和蒙特卡洛模拟算法计算装置的瞬时失效概率.首先对瞬时失效概率进行理论研究,依据可靠度理论进行分析,得到瞬时失效概率理论计算公式,但此方法存在理论公式复杂以及计算误差等问题;其次利用蒙特卡洛模拟分析构建化工装置失效概率估算方法,得出利用矩阵实验室(MATLAB)运行的程序流程;最后通过实例计算某个装置的瞬时失效概率,比较分析算法和蒙特卡洛模拟算法所得结果.结果表明,蒙特卡洛算法就整体性而言是可以接受的,而且随着装置数量的增加,装置的瞬时失效概率下降速率加快,这一情况与实际相符.     

水幕导流体液膜封闭特性数值模拟

为解决水幕液膜所存在的不封闭现象问题,使用FLOW-3D软件,采用RNGκ-ε湍流模型、VOF方法和单相流体模拟水幕导流体液膜流动,应用GMRES方法求解离散方程。通过模拟计算分析"导流体"使液膜达到连续封闭要求的可行性,并分析单宽流量、水箱宽度及导流体间距对液膜流速和厚度的影响。结果表明,通过引入"导流体"可以使液膜达到连续封闭的要求,并根据Nusselt关联式得出了符合自身情况的关联式。     

15MnVR钢贮氧球罐在高寒地区使用的可能性分析

从材质低温性能的模拟试验、球罐取样试验和建造质量评定三个方面,对齐齐哈尔钢厂用15MnVR 钢制作的、搁置了七年来用过的三台贮氧球罐,在高寒地区低温(-40℃)条件下使用的可能性进行了分析,得出了可以使用的结论.目前正在运行中.     

XKD型液控阀的研究及在防尘中的应用

1 前言 煤矿生产过程中产生大量粉尘,高浓度的粉尘严重危害人体健康。近年来在许多尘源处采用了光控自动喷雾措施。光控自动喷雾装置提高了喷雾降尘的自动化程度,但同时存在喷雾水量小、水压损失大的弊病,这是由喷雾装置中的电磁阀通水孔径较小造成的。而在一些断面大、粉尘浓度高的场所,要求喷雾水量大、水压损失小,才能有效降低粉尘浓度,因此,在不改变喷雾装置结构的前提下,我们研究了一种液控阀,用通过喷雾装置的小流量液体控制液控阀中的阀     

瞬态温度载荷下固液混合装药内部温度响应研究

为了研究瞬态温度载荷作用下固液混合装药起爆点火过程,设计了瞬态温度载荷试验装置和瞬态温度测试系统。用黑火药爆炸温度作为瞬态温度载荷,测试了固液混合装药内部的温度响应过程,并与数值模拟进行对比分析。结果表明,设计的瞬态温度载荷测试系统可以研究装药对瞬态温度的响应。