兩相臨界流泄漏模型及其應(yīng)用研究.pdf

1、過程工業(yè)中的許多壓力容器和管道,充裝或運輸?shù)氖歉邏阂夯瘹怏w.這些壓力容器或管道一旦形成破口而導(dǎo)致介質(zhì)泄漏,極有可能發(fā)生兩相臨界流動現(xiàn)象.泄漏事故的發(fā)生可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故而導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟損失,還會造成嚴重的人員傷害及環(huán)境生態(tài)破壞.開展事故泄漏模型研究,可以描述事故泄漏發(fā)生發(fā)展的動態(tài)過程,提供介質(zhì)的泄漏率、總泄漏量等許多有用的定量化信息.對事故后果及嚴重度進行事前分析,對于新工藝、新裝備設(shè)計的評估、現(xiàn)有工藝過程的改造及過程系統(tǒng)的安全性

2、評價具有指導(dǎo)意義.在過去的40多年里,兩相臨界流作為兩相流的一個分支學(xué)科,已開始了許多理論和實驗研究.但對于兩相臨界流動的理論計算,至今尚沒有滿意的通用公式.兩相流動的臨界現(xiàn)象之所以復(fù)雜,在于介質(zhì)的不平衡性、不均勻性以及熱力學(xué)性質(zhì)的不連續(xù)性.目前研究結(jié)果未能取得一致,也正是由于在這些問題的處理上存在著分歧.兩相臨界流泄漏模型及其應(yīng)用研究,為國家自然科學(xué)重點基金項目《典型化工過程災(zāi)害性事故預(yù)測與防治技術(shù)基礎(chǔ)研究》(編號:29936110)

3、研究內(nèi)容之一.該課題主要開展兩相臨界流泄漏模型研究,并嘗試將研究成果應(yīng)用于壓力容器與管道的先漏后爆(LBB)分析中介質(zhì)通過穿透裂紋的兩相臨界泄漏率的計算.該文在Fauske模型的基礎(chǔ)上,引入Levy空泡份額計算式,建立了兩相臨界流泄漏模型,得到了兩相臨界流泄漏模式下的質(zhì)量泄放速率計算式,同時編程實現(xiàn)了解析計算,并通過在研制的氣液兩相臨界流試驗臺上的試驗研究,驗證了該文所建立的模型的合理性;嘗試將建立的兩相臨界流泄漏模型應(yīng)用于壓力容器與管

4、道的LBB分析中介質(zhì)通過穿透裂紋的兩相臨界泄漏率的計算,得到了一種介質(zhì)通過穿透裂紋兩相臨界泄漏率計算的新方法;利用Visual Basic程序設(shè)計語言開發(fā)了兩相臨界流泄漏分析的可視化軟件,軟件可以用來計算氣液兩相的臨界泄放流量和介質(zhì)通過穿透裂紋的兩相臨界泄漏率,同時還可以實現(xiàn)水和水蒸汽在多種狀態(tài)下的熱力性質(zhì)的查詢.依據(jù)這些研究工作可以較好地解決兩相臨界流泄漏模式下質(zhì)量泄放速率的計算,這對于過程工業(yè)裝置中易燃、易爆、有毒、強腐蝕等介質(zhì)的泄