基于Phoenics化工储罐区火灾数值模拟研究

应用Phoenics软件针对广州市南沙区小虎岛某化工厂储罐区火灾进行数值模拟,探讨基于CFD软件化工储罐区火灾数值模拟关键技术。计算结果直观地表达了火灾发生的全过程,以及不同时间、不同位置烟气的温度、浓度、能见度等参数的变化情况,分析事故状态下破坏影响范围,揭示火灾过程的规律性,给出灭火救援建议。     

破片撞击LPG储罐失效数值模拟

在国内外液化气储罐失效的相关理论基础上,运用ANSYS和ANSYS LS-DYNA软件,对液化石油气储罐的失效过程中破片撞击的影响进行了数值模拟,为储罐的安全管理提供了指导.     

黄磷储罐火灾临界安全距离理论分析与数值模拟

基于建筑防火隔离带的设计理念,研究了黄磷储罐临界安全距离的计算方法,将黄磷储罐火灾简化为罐内池火模型,通过理论计算和数值模拟黄磷储罐火灾周边热辐射分布,根据目标可燃物接受到的临界辐射通量是否大于或等于10 kW/m2来确定临界安全距离。研究表明：临界安全距离可通过火焰对目标可燃物接受到的临界辐射通量求得,且理论计算和数值模拟计算获得的临界安全距离基本一致。对于黄磷储罐火灾的防治具有一定的参考价值。     

火灾环境下LPG储罐的失效机理研究及其数值模拟

在对国内外液化气储罐失效的相关理论基础上,从内部因素(传热行为分析)对火灾环境下液化石油气储罐的失效过程进行探讨,借助ANSYS和ANSYS LS-DYNA软件对其进行数值模拟.     

火灾环境中LPG储罐失效的研究

分别从实验和数值模拟研究两个方面对火灾环境中LPG储罐的失效进行探讨,简要介绍了近年来国内外研究现状和研究成果.从储罐内部和外部环境两个方面的因素,对火灾环境中LPG储罐失效的原因进行了简单分析.提出了今后的研究发展方向.     

环氧乙烷储罐泄漏扩散中毒模拟研究

为研究环氧乙烷在不同因素影响下扩散规律及其毒性影响范围,以某厂环氧乙烷储罐泄漏事故为背景,对环氧乙烷泄漏扩散规律进行模拟分析。运用FLUENT软件,模拟环氧乙烷随泄漏速率、自然风速和地面粗糙度变化时的动态扩散变化规律。模拟结果表明:1)泄漏速率越快,毒害范围越大,并且在一定条件下,泄漏速率每增加2.5 kg/s,特别严重毒害范围(灰区)最远距离会在下风向增加60~80 m,比较严重毒害范围(黑区)最远距离会在下风向增加20~40 m;2)自然风速越快,灰区范围会变得越来越小,但黑区的毒害范围会扩散得更大,当风速为8 m/s时达到最大值,风速超过8 m/s时,风速的增加反而会使黑区范围变小;3)地面粗糙度越大,对环氧乙烷扩散的阻碍作用越大,黑区范围变小,但地面粗糙度大于4 m后,其对扩散作用的影响与4 m时近乎一致。研究结果对环氧乙烷储罐泄漏事故的预防,应急疏散和救援具有重要的指导意义。     

LPG储罐火灾爆炸事故后果模拟方法研究

系统分析了LPG的火灾爆炸危险性,总结了LPG储罐泄漏后可能发生的事故类型,比较了LPG储罐池火、沸腾液体扩展蒸气爆炸和蒸气云爆炸事故后果模拟方法,提出了预防LPG储罐区火灾爆炸事故的技术措施.     

基于Probit-Bayes方法的储罐地震易损性研究

为了研究地震对储罐造成的影响,结合历史上储罐的震害资料,将储罐的损伤程度进行分级,通过采用Bayes方法估计Probit模型参数,再转化成储罐的损伤概率,给出了各个损伤状态下的模型参数及给定地震加速度下储罐的损伤概率,提出了1种基于Probit -Bayes方法估计储罐易损性的计算方法。结果表明:所提出的地震损伤计算方法,能够有效的评估储罐在不同地震加速度下的损伤程度,可为震后储罐的安全评估提供理论依据。     

大型冷库液氨储罐结构强度计算分析与校核

针对大型冷库液氨储罐的安全设计问题,应用SolidWorks、ANSYS分别对液氨储罐进行了三维建模和有限元计算,考虑了储罐自重、液货自重和内外压力载荷,进行了储罐整体变形和应力分析,并采用应力线性化方法重点考核了应力集中区域的强度情况。仿真结果表明：储罐的最大应力集中在鞍座与罐体相连的附件,对应力集中区域进行线性化仿真计算后,一次局部薄膜应力和组合应力均在许用值范围内,满足《钢制压力容器——分析设计标准》（JB 4732—1995）要求,为相关压力容器的设计提供了参考。     

火灾中液化气储罐热响应CFD模拟的UDF程序设计

为了降低火灾环境下储罐内部介质热响应及储罐失效试验研究的成本和风险,更好地为储罐事故的预测预防提供模拟依据,利用Fluent 12.0软件对密闭容器内部介质的传热传质过程进行模拟,给出了内部介质在受热和冷却条件下相变的控制方程;通过考虑内部介质气化热随温度的变化及饱和温度与区域单元压力之间的关系,编写了内部介质在受热和冷却条件下质量和能量源项的用户自定义函数(UDF);通过对部分参数进行简化,分别给出了喷射火和池火条件下丙烷储罐热响应模拟的结果,并与试验结果进行了对比.结果表明:储罐热响应各主要参数(内部介质温度、壁面温度,储罐内部压力)的误差在喷射火条件下低于15％,在池火条件下低于12.4％.这表明模拟所需源项UDF正确,可以用于现实储罐热响应的模拟.     

基于热-结构耦合分析的液化石油气储罐失效预警判定

为研究火灾中球罐应力场分布情况,找到球罐失效破裂条件,以液化石油气为研究对象,基于球罐稳态热响应,通过ANSYS热-结构耦合有限元分析法进行研究.结果表明:充装率85％的液化石油气球罐最高温度部位出现在气相区,约619.66℃;最大应力值出现在气液交界处,约615.18 MPa;得到球罐破裂失效时温度值和应力值,并设置...     

液化石油气球罐泄漏危险的预防和控制探讨

阐述了液化石油气球罐的特点。对液化石油气球罐的泄漏危险性进行了分析,主要存在的泄漏危险有泄漏物质易燃易爆、易发生泄漏、受热易膨胀导致泄漏、泄漏气体易积聚、泄漏事故具有隐蔽性、泄漏物质具有毒害性。根据液化气泄漏危险性分析,提出了预防和控制液化石油气球罐泄漏危害的安全措施:加强设备质量管理,杜绝泄漏现象;合理设置球罐,降低泄漏风险;规范安全操作,减少泄漏量;防止泄漏气体积聚;设置防泄漏安全装置;及时发现泄漏;设置消防给水及灭火设施;妥善处理泄漏事故。     

水温对平流式二沉池运行影响的数值模拟

借助改进的RNG κ-ε两方程湍流模型和简化的多相流混合模型,采用计算流体力学软件Fluent模拟某污水处理厂平流式二沉池在不同水温下的运行效果.通过对比Johnson对水库水温变化的实测数据验证了模型和模拟方法的可靠性.对平流式二沉池的模拟结果表明:不同水温条件下池内水流速度存在相似的分布,在池的下部和上部各存在一个回流区;池内水温降低会造成上部回流区域减小、出水固体颗粒质量浓度增大,从而导致二沉池的颗粒去除率降低;采取增大颗粒粒径、密度和在沉淀池出水口前加设挡板的措施均能有效降低出水固体颗粒质量浓度.     

球罐内甲烷气体泄漏形成的可燃气云规律研究

基于计算流动动力学(CFD)方法,以Fluent软件为平台,以大连新港某球罐区为研究对象,建立真实尺寸的球罐内可燃气体泄漏扩散数值模拟模型,分析甲烷扩散规律及可燃气云尺度.提出采用可燃气云稳定状态时的水平方向长度Lmax、竖直方向高度Dmax作为尺度的衡量参数,用以评估可燃气云区域的大小.探讨初始压力、泄漏孔径、正风向风速对尺度参数Lmax和Dmax的影响规律,并对比可燃气体种类对尺度参数的影响.结果表明:甲烷以临界状态通过泄漏孔时,初始压力对Lmax和Dmax的影响可以忽略;Lmax和Dmax随泄漏孔径增加而线性增大,但随正风向风速增加而线性减小;相同泄漏扩散条件下,氢气泄漏引起的可燃气云范围最大,甲烷次之,丙烷最小.     

基于CFD的大型储油罐区池火灾数值模拟*

为研究大型储油罐区池火灾温度、热辐射强度、流速、组分等燃烧特性参数在油罐外不同区域的变化规律,以10万m3原油储罐区为研究对象,构建罐区池火灾燃烧数学模型,运用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）技术进行数值模拟研究。结果表明:整个火场温度大致呈锥形分布,火焰温度最高可达1 500 K,纵向来看,底部温度较高,上部温度逐渐降低,径向来看,中心温度较高,周围温度逐渐降低;随着距罐壁以及距罐顶距离的不断增加,热辐射强度均呈现逐渐降低的趋势,最高热辐射强度为132 kW/m2;罐顶上方区域存在火焰卷吸现象,中心位置流速最大,最高可达56 m/s,罐底区域存在火焰贴壁现象;得到燃烧产物（CO和CO2）的体积分数分布,以CO体积分数为0.001作为判断依据,推断出火焰高度为120 m。研究结果可为今后此类火灾事故的防治提供理论支撑。     

粉尘密度对20 L球罐内粉尘分散规律影响

为分析不同粉尘因密度的差异对20 L球形爆炸装置球罐内粉尘分散过程流场变量变化和点火延迟时间的影响,利用CFD数值模拟的方法,研究了3种不同密度的粉尘在球罐分散过程中湍流动能、流场速度、粉尘浓度3种流场变量在球心处的变化规律。研究结果表明:在其他条件一致的情况下,粉尘密度越小,湍流动能的峰值越小,粉尘云浓度和流场速度的峰值则越大;粉尘密度对湍流动能的增值速率没有影响,而粉尘密度越小,流场速度和粉尘浓度的增值速率越快,粉尘浓度衰减至稳定值的时间也越短。表明粉尘密度越小,点火延迟时间也越小,因此,建议铝粉点火延迟时间在50~60 ms之间,锆粉和锌粉在60~80 ms之间。     

基于多米诺效应的油品储罐区个人风险研究

介绍了多米诺效应的基本原理和多米诺事故发生的概率分析方法。提出在一定条件下进行储罐区风险评价时,多米诺效应对个人风险值的影响不容忽视,并给出了考虑多米诺效应的个人风险计算方法。最后利用开发的个人风险计算软件通过分析计算,给出了某储罐区的个人风险等值线分布图。结果表明,该罐区正北方向相邻的一劳动密集型工厂需搬迁,或采取相应安全保护措施降低风险。该方法考虑了多米诺效应对装置事故发生概率的影响,能提高个人风险计算结果的真实性与准确性。     

多米诺效应下化工储罐区的脆弱性分析

为有效地减少和控制事故的多米诺效应,对影响事故扩展的关键装置,即脆弱单元的辨识及其有效控制措施进行了研究。根据具体的设计方案,依次选定不同储罐作为初始事故单元,借助ALOHA软件计算各储罐之间热辐射及冲击波相互作用强度的大小,与损伤阈值进行比较,并考虑设备间的协同作用,从而确定可能发生的多米诺事故;运用Probit模型计算事故扩展概率,根据计算结果通过Bayes Server软件建立贝叶斯网络,利用先验概率来进行整体脆弱性分析,从而确定各个方案的安全性;对优选的方案通过后验概率进行单元脆弱性分析,从而确定脆弱单元;在此基础上提出相应的控制措施。通过实例计算验证了该方法的可行性,结果表明,该方法能够在多米诺效应的预防和控制方面有效发挥作用。