高燃速推进剂成型过程中的安全性分析

为研究高燃速推进剂成型过程中的安全性,根据配方组成和工艺条件,对其压伸过程的热点形成因素进行了理论分析,并采用热-结构耦合方法,选择有限元软件ABAQUS对其不同工艺条件下的压伸过程进行了建模分析。结果表明:在压伸过程中,物料在收缩段承受的压力最大,且温度变化显著。物料中残留的气泡是影响高燃速推进剂压伸成型过程安全性的主要因素。当物料中有残留气泡时,随压伸过程所加的载荷不同,气泡的最高温度会显著上升,载荷为15MPa时,气泡的最高温度可达139.3℃;载荷为20 MPa时,温度可达264.2℃。     

输油管道中汽油蒸汽爆炸的规律研究

综合考虑湍流及化学反应动力学机理对燃烧的影响,建立了详细流动耦合简化的详细化学反应机理的湍流燃烧模型,以有限体积法求解爆炸流动及反应控制方程,对二维压力管道中汽油蒸汽爆炸的过程及规律进行了数值模拟,模拟结果与实验数据有较好的吻合性;分析了各种组分的变化过程及对爆炸的控制作用.为汽油蒸汽爆炸特性及规律的进一步研究、工业防...     

航站楼公共区的实体试验与模拟试验研究

机场航站楼公共区存在的各类火灾荷载不仅加剧了火灾隐患,还由于各自不同的燃烧特点给相关研究增加了难度。通过对商铺货架、书店书架、值机普通座和商务桌椅开展实体燃烧试验,并采用火灾动态模拟器(Fire Dynamic Simulation, FDS)进行全尺寸建模和数值模拟,分析火灾荷载类型、燃烧过程和温度的相关性,通过统计分析软件对比实体试验与模拟试验的燃烧过程、温度、热释放速率(Heat Release Rate, HRR)等参数的差异及原因。结果表明,HRR与O₂/CO₂释放率均会对温度产生显著影响,导致模拟后期的温度比实体试验的更低。火灾荷载类型会影响实体试验的HRR和温度,而实体试验和模拟试验测得的温度均与燃烧过程的HRR呈显著正相关性,O₂/CO₂释放率也会影响模拟试验的HRR和温度。通过O₂/CO₂释放率的参数赋值,可提高FDS模拟结果的准确度。     

基于本质安全的微反应器中苯乙烯聚合的数值模拟

重大化工事故往往是由多米诺效应引发的一连串故障而导致的。为实现苯乙烯聚合反应的本质安全,采用本质安全设计原则,设计了T型微反应器以替换传统釜式反应器。先通过计算流体力学(CFD)方法建立了三维稳态模型,再通过UDF(User Defined Functions)添加组分输运方程源项和能量方程源项,对苯乙烯自由基聚合反应进行了数值模拟,研究在微尺度条件下,反应温度、混合反应管道长度及形状对反应结果的影响。结果表明:由于微反应器可提高传热传质效率,在一定范围内反应温度可以控制在3 K以内;反应管道由0.15 m增长至1.5 m后,转化率可提高2倍左右;0.15 m直管形状改进为螺旋状后,转化率可至少提升4%。     

危险化学品泄漏危害区域的数值模拟方法研究

总结现有危险化学品泄漏扩散机理,在此基础上用Visual Ba-sic 6.0开发可视化的危险化学品泄漏扩散模拟软件.该软件能够根据事故情景用图形的方式给出事故不同程度的危害范围,并且可依据不同风向和扩散范围改变模拟图的方向和大小以达到自适应目的.同时对所编制软件进行数值验证和与ALOHA比较验证.     

强风中高速列车安全性研究

选用某国产动车1∶1模型,对高速列车在不同的侧风速度和风向角作用下运行进行模拟计算,得到列车所受气动力变化情况,研究气动力随风向角的变化机理。模拟结果表明,该车型在不同强度和不同风向角侧风作用下,侧向力、升力和倾覆力矩均随着侧风作用的增强而显著增大,在强侧风作用下,头车所受侧向力及倾覆力矩最大,较易发生倾覆事故;而尾车所受侧向力及倾覆力矩最小,相对安全。随风速和风向角的增大,受电弓和转向架对倾覆力矩的贡献均增大,在模拟时不可忽略;在风向角大于5°小于90°的范围内,列车各个部位的气动力与风向角呈3次方关系递增。     

一端封闭隧道施工中火灾烟气流动的数值模拟分析

火灾条件下影响安全疏散的因素包括隧道中烟气流动性及其温度随时空的分布.针对一端封闭的隧道火灾情形,采用临界温度与临界视距判据,对一端封闭的长300 m掘进中的隧道进行了数值模拟,获得了温度与烟气浓度分布随时空的变化规律,发现其温升速率沿隧道纵向按指数规律衰减,而且临界温度与临界视距交错出现.     

薄基岩厚松散含水层下综放开采安全性研究

为研究薄基岩厚松散层含水层下综放开采的安全性,通过对赵家寨煤矿12采区东翼松散层地质特征分析,将其分为"一隔三含",并揭露其厚度和结构分布特征对煤炭开采的影响。采用经验公式计算不同采高下导水裂隙带高度,并建立UDEC数值模型模拟分析开采过程中上覆岩层变形破坏规律。基于导水裂隙带高度经验公式计算、数值模拟结果和相关实测资料,并结合12采区东翼的地质特征,引入"导水裂隙带高度调整系数n"概念,提出并验证该区域的导水裂隙带高度计算公式。结果表明,12采区东翼大部分区域可疏干新近系下部含水层后开采,研究内容可减小防水煤岩柱高度,提高煤炭采出率。     

地铁区间隧道烟气层化现象研究

以重庆某一地铁区间隧道为原型,搭建了1∶15小尺寸隧道试验台,通过小尺寸试验与FDS 6.5.2数值模拟开展隧道顶部烟气温度分布及分层规律研究。基于Newman提出的烟气层分区条件,研究了不同纵向风速下的烟气分层现象,提出了烟气稳定层化长度的概念,并分析了火源热释放速率及断面型式对烟气层化长度的影响。试验证明了Newman提出的烟气分层计算方法是可信的。结果表明:纵向风速较小时,火源下游能呈现烟气分层现象;烟气稳定层化长度受火源热释放速率影响较大,随热释放速率增大而增大;隧道高度的变化对烟气稳定层化长度的影响较小。     

高含硫原油储运过程中硫化氢挥发数值模拟

分析高含硫原油储运过程中硫化氢挥发的主要影响因素,根据分子扩散原理、Fick第二扩散定律及相关热力学知识,建立了高含硫原油储运过程中的硫化氢挥发模型.以某油田高含硫原油储运过程为例,分析硫化氢挥发浓度与温度、挥发时间的关系曲线.结果表明,该模型可用来反映高含硫原油储运过程中的硫化氢挥发规律,预测硫化氢挥发浓度与挥发时间和温度的关系,也可为高含硫原油储运过程中的安全标准及安全措施的制定提供技术依据.     

Experimental research of the dynamic behavior of the natural gas suspension pipeline aerial crossing during pigging process

Suspension pipeline aerial crossings (SPAC) are mainly used to carry pipeline segments over large obstacles that are not suitable for trenchless technologies. It may suffer great vibrations and displacements during the pigging process due to the dynamic pigging loads and insufficient constraints from cables. Based on similarity criteria, an experimental scale model based on the Nujiang natural gas SPAC was designed and established. The vibration and displacement of the scale model were measured under different pigging velocities and liquid deposit volumes. The experimental results reveal that the natural gas SPAC vibrates during the pigging process, but the displacement versus time forms a U curve instead of a sinusoidal like curve. The extremum of the displacement is positively related to the pigging velocity and liquid deposit volume. In particular, the extremum increases by 0.37% with a 1% increase in the pigging velocity, while the displacement increases by 0.62% with a 1% increase in the liquid deposit volume. Under certain pigging conditions, or with damaged constraint components, the displacement extremum could be unacceptable. A low pigging velocity and a short time interval between two pigging operations are suggested to guarantee the safety of the natural gas SPACs. Besides, based on the experimental data, an empirical formula is developed to obtain the SPAC displacement-time curve with consideration of the span length, the pipeline diameter, the pigging velocity, the length and holdup of the liquid column. This formula can help to determine a suspicious displacement overrun, and to develop a data basis for choosing a safe pigging scheme of SPACs. This research provides insightful information to understand the mechanism of the SPAC's dynamic response as well as a practical tool to calculate the SPAC's displacement during the pigging process.     

含硫天然气管道泄漏硫化氢中毒事故影响因素分析

针对含硫天然气管道泄漏人员硫化氢中毒事故,从管道运行、紧急截止阀、泄漏条件和环境四方面分析事故后果影响因素,并确定各个因素的作用.在综合分析管道动态泄漏过程、重气扩散和硫化氢中毒效应的基础上,明确含硫天然气管道泄漏可能产生的室内外最大人员死亡距离.分析表明,管道运行和紧急截止阀影响因素,包括管道压力、管道内径、相邻紧急截止阀间管段长度和低压关断压力,对室内外最大人员死亡距离有直接影响,需建立管道泄漏预防和处置方案,并根据管道周边人员分布情况,采取不同策略予以控制.泄漏条件和环境影响因素,包括泄漏孔径、风速和大气稳定度,具有很大不确定性,共同决定了室内外最大人员死亡距离.推荐采用综合分析方法,在保守分析的基础上指导事故评价和控制工作的开展.     

大落差原油管道投产油顶水过程研究

为了探究隔离球在大落差原油管段投产过程中的影响作用,以某大落差“U”型起伏原油管线为实际案例（其最大高差达1 490 m）,基于OLGA多相流瞬态模拟方法,对大落差原油管段油顶水过程进行仿真研究。分析隔离球对原油顶水过程中的混油影响,同时对不同输量、管内积液量条件下隔离球在大落差管段中的运动特性进行研究,得到了清管器的平均运行速度、管中压力、持液率的变化趋势以及清管过程中的段塞行为等。结果表明:当输量为900~2 500 m3/h时,隔离球的加入能够降低混油量84.2%~93.7%;同时,还能减少投产过程中由于油品轻质组分汽化所产生的气体,并将更多管内气体带走,减少管中段塞流,提高原油投产效率,为工程实际投产过程提供有效依据。     

大落差原油管道投产充水过程研究

为了探究大落差管道充水投产过程中存在的不满流及低点超压问题,以中缅原油管道怒江跨越段为例（其最大高差达1 480 m）,基于OLGA多相流瞬态模拟方法,对大落差原油管道充水过程进行仿真研究,重点分析到达管道不同低点位置的最大速度、压力及相应持液率,得到不同输量条件下不同低点位置的水流速度、压力及持液率随时间变化规律。结果表明:当输量为900~2 000 m3/h时该管道中存在的段塞流概率降低57%,同时减少了管压波动以及对管道和设备的破坏,提高了管道输送效率。     

铁路运输含硫原油过程中H_2S挥发规律模拟试验研究

以塔河12区含硫原油为研究对象,通过模拟铁路运输原油工况,研究罐内原油中H_2S挥发规律.结果表明,铁路运输过程中原油里H_2S析出浓度与时间的关系近似为6次多项式,并建证了H_2S浓度随时间变化的曲线方程;对影响罐内原油中H_2S挥发的2个主要因素罐内原油温度和罐车振动强度进行了分析.结果表明,罐内原油温度是原油中H_2S挥发的主要影响因素,升高罐内原油温度可以明显增加H_2S的挥发浓度.加大罐车振动强度对原油中H_2S挥发有促进作用,但不明显.     

Risk assessment of offshore crude oil pipeline failure

Failure of Leak Detection System (LDS) to detect pipeline leakages or ruptures may result in drastic consequences that could lead to excessive financial losses. To minimize the occurrence of such failure, the functionality of the LDS and the integrity of the pipeline should be assessed on a priority basis. This paper presents an integrated risk-based assessment scheme to predict the failure and the failure consequences of offshore crude oil pipelines. To estimate risk, two important quantities have to be determined, the joint probability of failure of the pipeline and its LDS and the consequences of failure. Consequences incorporate the financial losses associated with environmental damage, oil spill cleanup and lost production. The assessment provides an estimate of the risk in monetary value and determines whether the estimated risk exceeds a predefined target risk. Moreover, the critical year for the asset can be determined. In essence, the outcome of the assessment facilitates an informed decision-making about the future of the asset.     

陆上含硫气井安全规划方法探讨

本文对我国陆上含硫化氢天然气井的安全规划方法进行了研究。通过对国内外含硫气井安全规划方法及支撑技术手段的调研,结合我国含硫气井实际情况,提出了以公众防护为目标,以含硫气井分级方法为基础,以事故后果分析及定量风险分析为支撑技术手段,以公众安全防护距离及应急计划区划分为主要内容的含硫气井安全规划方法,并就新建及已有含硫气井分别加以了讨论。该方法为含硫气田勘探开发的政府安全监管及企业安全管理提供了参考依据。     

油气管道安全预警技术性能评估研究

根据油气管道安全预警技术的特点和应用现状,确立了评估安全预警技术的6个指标.根据问卷调查的结果,利用层次分析法确定了各指标的权重.通过现场调研和相关文献报道,对4种安全预警技术在6个指标下的性能进行了系统地比较.利用模糊综合评价对每种技术在不同指标下的比较结果进行了排序.结合层次分析法确定的指标权重最终得到了不同油气管道安全预警技术的综合性能评估结果,并对结果进行了分析.研究结果表明,基于层次分析法的模糊综合评价对油气管道安全预警技术进行性能评估具有较强的实用性,可为企业选择合适的安全预警技术提供有力依据.     

含硫化氢天然气井公共安全技术标准体系比对研究

含硫化氢天然气井重大事故对公众安全具有重大危害,建立和完善含硫化氢天然气井公共安全技术标准体系,对于加强含硫气井应急管理,保护人民群众生命健康安全具有重要意义。针对含硫化氢天然气井公共安全技术标准,调研了加拿大和美国等国外含硫气井开发典型地区的含硫化氢天然气井公共安全技术标准体系,分析了其体系构成和标准内容,总结了其特点,比对国外含硫化氢天然气井公共安全技术标准体系,基于对国内的调研,分析了我国含硫化氢天然气井公共安全技术标准体系存在的不足;通过对国内外三百多项相关标准的调研和比对分析,基于我国实际现状,分析提出了标准体系建设的相关建议,为我国含硫化氢天然气井公共安全标准体系的完善和标准制定工作提供参考。