液体泄漏形成液池扩展面积的计算方法综述

液体发生泄漏,有可能会在固体或液体表面形成液池,对于易燃液体,当遇到点火源极有可能发生池火灾。本文通过对液体泄漏形成液池扩展机理的阐述,讨论了液池扩展面积的影响因素,并对比分析了液池扩展面积的3种计算方法,结果表明采用经验推导法计算液池扩展面积更具有实用性。该研究可为危险化学品火灾爆炸事故的预防预测提供理论依据。     

氧化反应对偏二甲肼泄漏扩散过程影响的数值模拟研究

针对液体推进剂偏二甲肼与空气中氧气的反应对其泄漏扩散过程的影响进行数值模拟研究。以偏二甲肼长贮库房为研究区域,分别对不考虑氧化反应和考虑氧化反应的库房内偏二甲肼气体泄漏扩散过程进行了数值模拟,研究库房内偏二甲肼浓度的分布规律,并分析自发氧化反应对偏二甲肼泄漏扩散的浓度分布和温度分布的影响。结果表明:偏二甲肼与氧气自发发生的氧化反应对库房内的流场有显著影响,在库房内偏二甲肼泄漏扩散600s后,氧化反应导致泄漏源上方0~1.2m区域温度上升12K,偏二甲肼浓度为未考虑氧化反应条件下的8倍左右。     

油库汽油泄漏应急预案人工回收的问题与建议

针对油库汽油泄漏应急预案中关于“人工回收汽油”的误区,以装油罐车发生大面积泄漏为例,通过泄漏模型和泄火模型进行计算验证。其中基于泄漏模型计算表明,罐车内汽油将以22.52 kg/s、3.0 m²/s(10 mm油层)的速度快速泄漏、扩散,在硬化且平坦地面不可能形成可用刮舀工具进行人工回收的油层厚度,在泄漏区域挥发形成的4‰生命健康影响浓度阈值的空气混合物,可引发人员中毒窒息事故。由此提出应急预案应按汽、柴油分类编制,对现行的汽油泄漏七字处置法增加“护”字、对汽油泄漏采用消防泡沫覆盖后再用水枪冲冼入事故池处理的方法取代人工回收、在收发储作业现场配置空气呼吸器等建议;基于池火模型计算表明,池火火焰高度、热辐射通量和伤害距离阈值与池火半径成正比,而火焰高径比和阈值净距半径倍率则与池火半径成反比,由此提出在汽油泄漏时,不宜近距离进行人工回收。当池火阈值净距半径倍率为2～2.5时,才能有效避免火灾对人员的伤害。     

低温干式接头密封失效泄漏扩散数值模拟

针对低温干式接头密封失效造成甲烷泄漏的情况,采用CFD软件FLACS对LNG气化后的泄漏扩散过程进行数值模拟,对甲烷扩散过程的浓度分布及云团扩散速度进行研究,并分析了泄漏过程中可燃气体云团量的变化情况。结果表明:LNG泄漏后迅速气化扩散,40 s后各监测浓度维持稳定;最远扩散距离约40 m,气体扩散总范围最长直径约70 m,扩散最高处大约1.5 m; 120 s内LNG泄漏量为30 kg,气化后天然气体积为42.3 m~3,可燃气体云团量为140 m~3;LNG泄漏吸收空气中的热量,在地面形成流动层,贴近地面浓度高,远离地面浓度低,随着高度上升气体的可燃爆炸危险区域逐步缩小。     

带压LNG泄漏遇阻液池预测模型研究

在液化天然气(LNG)站场,带压LNG泄漏后极易撞击到周围设施或建筑物进而增加形成液池的规模。针对带压LNG泄漏闪蒸遇阻开发了液池预测模型,并与实验数据进行了对比,结果表明模型与数据吻合度较好。     

管道焊口泄漏氨气扩散特性分析

针对氨制冷车间管道焊口易发生氨气泄漏的问题,研究了制冷压缩机和冷凝器之间管道焊口位置不同裂口方向对氨气泄漏扩散特性的影响,考虑了管道转弯处焊口裂口方向分别为竖直向上﹑竖直向下﹑水平向左和水平向右时氨气的扩散规律。采用CFD数值模拟方法,分析了四种焊口裂口方向下氨气泄漏扩散的空间浓度分布规律以及速度流场的分布情况。结果表明,水平向左泄漏60 s后,易燃易爆区占正常活动范围的百分比远高于其它3种泄漏方式,对车间的安全威胁最大;竖直向下泄漏60 s后,易燃易爆区域占正常活动范围面积的47.3%,威胁最小。     

气溶胶采样头在无人机上安装位置的模拟

利用流体力学软件CFD对固定翼无人机在海拔1000m高处以30m/s速度飞行时采样头的最佳安装位置进行了模拟.首先利用ICEM CFD前处理软件对无人机模型进行了网格划分;然后利用FLUENT软件及其中的DPM模型先后对气相(连续相)和颗粒相(离散相)分别进行了数值模拟,最后用DPM模型模拟了从速度入口方向以30m/s速度释放粒径为1,2.5,10μm的颗粒物,由颗粒物的轨迹图得到了颗粒物在机身周围的阴影区和密集区厚度.得到主要结论如下:对于本研究中的无人机,在海拔1000m高处,采集PM1,PM2.5,PM10时的气溶胶采样头的最佳安装位置为机身下部距机头距离约42~75cm,采样头探头距机身下部壁面的距离分别应大于4,4,4.3cm,但不超过26cm(机身下部距地面距离).     

液氨事故泄漏环境风险评价定量分析

结合广州某化工企业建设项目的环境影响评价工作,展开了液氨储罐泄漏的环境风险评价定量分析。通过对液氨泄漏后进入环境后的相关行为特征的分析,对所产生的氨气团扩展范围及其危险半径进行了定量模拟计算。计算表明,本项目的事故泄漏危害是较为严重的,液氨泄漏速度为49．34kg/s,闪蒸蒸发速度约为11kg／s,热量蒸发速度为约76．76kg／s,质量蒸发速度约为0．06kg／s,距球罐350m范围内均应撤离人群。上述环境事故后果计算结果为液氨储罐突发性泄漏事故的应急处理和决策提供了科学依据。     

危险品罐区突发性泄漏事故实时环境风险模拟分析

分析了危险品罐区突发性泄漏事故的动态发展过程,并给出了具体的数学描述.将危险物质的最高允许浓度(MAC)、阈限值(TLV)、最小致死浓度(LCL0)以及美国环保局(EPA)工业环境实验室建立的针对生态系统的周围多介质环境目标值AMEGAE引入到环境风险分析中,建立了针对人和生态系统的环境危害程度分级标准.采用基于数学模型的模拟方法,结合苯储罐突发性泄漏事故,对苯泄漏速率、泄漏后在地表形成的液池的池半径和苯的蒸发速率进行了实时描述.采用改进后的重气扩散模型———箱模型(BoxModel)以及将连续泄漏看作连续的瞬时泄漏,模拟计算了地面附近苯蒸气浓度随时间和空间的分布,并根据文中建立的环境危害程度分级标准,对苯泄漏事故造成的实时动态环境危害进行了分析.     

偏二甲肼水溶液在4A分子筛上吸附平衡与动力学研究

研究了偏二甲肼水溶液在4A分子筛上的吸附平衡和动力学,用Langmuir方程和Freundlich方程拟合了吸附等温线,采用Dünwald-Wagner方法解析浓度随时间的变化关系,求得有效扩散系数Di'。并研究了温度、初始浓度和粒径的变化对Di'的影响。Di'在15℃下C0为2.288%、粒径为250~420μm时为2.45×10-8cm2/s,并随着温度的升高、浓度和粒径的加大而增加。此外还求取了活化能E=3.7×104J/mol和表面扩散指前因子D0=0.12 cm2/s。     

TiO_2-Cu~(2 )体系降解偏二甲肼的研究

研究了在TiO2 催化氧化降解偏二甲肼的反应体系中添加Cu2 的效果以及Cu2 浓度、添加H2 O2 、反应体系A/V值以及紫外光与太阳光作光源对偏二甲肼降解率的影响 ,结果表明 ,在TiO2 光催化降解偏二甲肼的反应体系中Cu2 的最佳投加量为 4 0mg/L ,添加适量H2 O2 以及在紫外光照射下 ,适当增大反应液的A/V值都会大大提高偏二甲肼的降解率。同时也研究了偏二甲肼降解中间产物随着反应进程的降解规律。     

基于随机有限断层法的泸定6.8级地震强地面运动场重建

基于随机有限断层法开展泸定6.8级地震强地震动模拟,并通过实际强震记录校核,重建了泸定地震的强地面运动场。结果表明：(1)震中距80km以内,大部分模拟峰值地面加速度值与实际值较为接近,峰值地面加速度差值最小为0.58gal;(2)与低频段相比,高频段加速度反应谱的模拟效果较好,与实际反应谱的吻合度更高;(3)模拟峰值地面加速度(PGA)、峰值地面速度(PGV)、谱烈度(SI)及仪器地震烈度(I_I)的最大值分别为433gal、30cm/s、34cm/s、8.5,除I_I的模拟结果未展现Ⅸ度区外,各地震动参数均沿断层延伸方向呈对称分布,且在宏观形态上与地震烈度图的相似性较强;(4)与实际地震烈度图相比,重建的强地面运动场可有效预估地震烈度Ⅶ～Ⅸ度区的分布范围。作为合理确定地震动输入的一种途径,研究结果不仅可为泸定地区的抗震设防工作提供技术支撑,也可为特定地震强地震动(高频)的快速模拟提供参考。     

工艺安全警示灯

蒸气云爆炸当足够数量的可燃或易燃物料泄漏出来,与空气充分混合,并被点燃时,将会产生蒸气云爆炸。可燃气体或液体泄漏的部分原因包括:●管道、反应容器、储罐或其它装有可燃或易燃流体的工艺容器出现故障,其完整性失效,导致物料泄漏。●可燃气体通过压力释放系统迅速排放至大气。●带压存储的可燃液体,如液化石油气(LPG),在释放至大气中时会迅     

基于GA-ITA的输油管道泄漏定位研究

针对输油管道泄漏定位问题,提出基于遗传算法(GA)的反瞬态分析(ITA)法输油管道泄漏定位模型(即GA-ITA模型)。首先,采用龙格-库塔法求解管道流体动力学模型;其次,分析输油管道泄漏工况特征,将泄漏定位问题转换为最优化问题,建立了ITA法输油管道泄漏定位模型,分别采用GA、PSO、SAA和TS 4种算法求解该模型,并结合室内试验数据,对比了4种算法的计算速度和精度;最后,根据建立的基于GA-ITA的输油管道泄漏定位模型,设置管长为5～20 km、内径为100～400 mm的管道,当泄漏率为2%～20%时,分析GA-ITA模型的适应性。结果表明:GA-ITA模型的计算速度最快(约2.3 s/次),管道泄漏定位误差最小(0.07%～4.67%);对于不同泄漏工况的仿真管道,GA-ITA模型均具有良好的适应性。     

液化天然气罐车泄漏原因分析及事故后果模拟

收集和整理了2006年1月至2016年6月间81起液化天然气罐车事故案例,并针对交通事故后经常发生泄漏事故进行了原因分析及后果分析。以广东省某高速公路上发生液化天然气罐车泄漏为例,运用ALOHA软件对泄漏后引发的喷射火、蒸气云爆炸、沸腾液体扩展蒸气爆炸3种事故后果进行模拟,定量得出事故危害范围,并利用Google Earth进行可视化。同时,模拟了不同风速条件下对3种事故后果危害距离的影响情况,结果表明:当风速处在1.5~2.5 m/s时,风速的增大会使喷射火、蒸气云爆炸事故危害距离逐步增大;但风力的大小不会影响到沸腾液体扩展蒸气爆炸所形成的热辐射伤害区域。     

基于单极冷冻法的南疆咸水淡化及应用

为了探索南疆咸水冷冻淡化可行性,以农田排水作为淡化原水,采用室内模拟单极冷冻试验方法,研究了冷冻温度、容器面积对脱盐率、钠吸附比等参数的影响,讨论了较优冷冻参数组合与南疆咸水结冰灌溉可行性。结果表明:相同温度时,容器面积与成冰速率呈正相关,与脱盐率呈负相关;相同容器面积时,冷冻温度与成冰速率呈负相关,与脱盐率呈正相关;冰层厚度与冰中含盐量、钠吸附比呈明显正相关,且厚度达21 cm后含盐量会急剧升高;从脱盐率角度考虑,T1脱盐率与其余处理间(T2、T3、T4、T5)差异达显著水平(P>0. 05),D1与D2脱盐率差异未达显著水平,但与其余处理间(D3、D4、D5)差异达显著水平;南疆以农田排水作为原水的结冰灌溉在理论上具有可行性,冰层厚度宜为18 cm左右。该结论可为南疆冷冻法淡化技术试验开展及应用提供数据参考,同时为咸水资源化利用提供新的切入点。     

天然气管路导气球阀失效分析

目的分析西部某气田天然气管路球阀发生开裂泄漏事故的原因。方法对球阀的化学成分、断口、金相组织等进行检测分析。结果球阀裂纹起源于阀体内表面,裂纹沿晶界扩展,晶界未发现贫铬现象,不存在晶间腐蚀;阀体材料存在沿晶铸造缺陷和枝晶露头,水淬激冷过程中形成沿晶微裂纹,承压状态下裂纹沿晶扩展;球阀螺纹根部最薄且应力集中,裂纹由内向外扩展,最终沿螺纹根部环向断裂,断口形貌为沿晶断裂。结论导气球阀失效原因是螺纹根部存在应力集中和铸造阀体存在缺陷。在两者共同作用下,导致阀体承压状态下沿晶脆性断裂。     

基于互相关时差法的核电安全壳泄漏定位方法研究

目的 基于声发射检测原理,探究一种适用于核电安全壳的泄漏定位方法。方法 首先,开展安全壳结构的声波传播特性研究;其次,基于时频分析,对安全壳泄漏产生的声信号进行滤波预处理,基于分布式传感网络,利用互相关系数曲线,估计不同传感器信号时延;最后,采用双曲线法,对泄漏源进行定位,得到定位观测点,对观测点进行离散系数加权,得到预测泄漏源位置。结果 安全壳上波速平均值为3 026.2 m/s,泄漏声信号的频带主要集中在15~80 kHz,没有明显的时域特征。采用该方法对模拟安全壳上的泄漏源进行定位,平均定位误差为4.31 cm。结论 安全壳上周向和轴向的波速差异不大,可近似认为是各项同性的。基于离散系数加权的互相关时差法定位效果良好,满足安全壳结构泄漏定位需求。     

室外空气污染对室内空气质量的影响研究

利用数值模拟方法,研究了单个建筑物外存在点污染源时室外空气污染对室内空气质量的影响.首先利用点污染源时单个建筑物周围污染物扩散的风洞实验验证了计算模型和方法的正确性,再利用自然通风的风洞实验,计算了不同污染源位置和建筑物进风口时的室内外速度场和污染物浓度场.结果表明:速度场的计算结果与风洞实验结果基本吻合,无量纲通风量的计算值略小于实验值;建筑物迎风面回流区上方的气流进入室内;当点污染源位于建筑物前的距离和建筑物高度之比约等于1时,污染源在地面处的室内污染物浓度要小于源在建筑物高度一半处的;建筑物进风口的挡风板对室内污染物浓度的影响不大;根据壁面上污染物浓度的分布来改变进风口位置,是减少室内空气受室外污染影响的有效方法.      

基于高斯模型的液氨储罐泄漏扩散仿真分析

为研究氨气泄漏的扩散距离与风速的关系,有效控制和降低事故的后果,以渭南某化工企业液氨储罐为研究对象,对液氨储罐泄漏的扩散规律进行数值仿真分析。首先运用MATLAB仿真模拟软件,采用高斯羽流模型,研究液氨储罐的泄漏扩散的影响因素,确定液氨扩散中毒危险区域。然后运用SPSS软件,采用曲线估计的方法,拟合泄漏扩散造成的下风向以及横风向距离与风速的关系。研究结果表明:液氨储罐泄漏达到连续稳定状态时,同一储罐泄露速率与泄漏孔径相关,孔径越小泄露速率越小,导致危险区域面积越小;大气稳定度越差时,所造成的危险区域面积更大;空气流动速度增加导致大气趋向稳定,能有效减小泄漏源造成的危险区域面积;获得了液氨储罐在白天(夜间)泄漏孔径为50 mm(25 mm)时,任何风速下人员中毒轻伤、重伤以及死亡的范围。