容器內(nèi)可燃?xì)怏w泄爆動(dòng)力學(xué)過程研究.pdf

1、在受限空間的約束作用下，氣體爆炸會(huì)產(chǎn)生較高的壓力和壓力增長速率，以至于很多裝置或設(shè)備不能承受而造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，甚至導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。因此開展受限空間氣體爆炸和氣體泄爆過程的研究，對(duì)于預(yù)防、控制和減輕此類工業(yè)災(zāi)害性事故具有重要的實(shí)際意義和科學(xué)價(jià)值。
　　 對(duì)于壓力容器內(nèi)的甲烷與空氣的混合氣體，按球面逐層絕熱模型編制了數(shù)值計(jì)算程序，分析了不同時(shí)刻的爆炸壓力、火焰?zhèn)鞑ノ恢玫?，通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，得出最大爆炸壓力的計(jì)算絕對(duì)平均偏

2、差為6.38％，故本計(jì)算方法用以獲取可燃?xì)怏w燃爆值是可行的。在不同試驗(yàn)初始條件下，得出初始溫度、初始?jí)毫?、甲烷初始濃度?duì)最大爆炸壓力的影響。
　　 開展了加管道球形容器內(nèi)預(yù)混氣體爆炸試驗(yàn)研究。詳細(xì)研究了氣體燃燒時(shí)爆炸波的擴(kuò)展過程，得出球形容器安裝管道后會(huì)降低球形容器內(nèi)的最大爆炸壓力，隨著爆炸波在管道中傳播，爆炸壓力會(huì)不斷升高，且管道末端的壓力達(dá)到最大。通過試驗(yàn)結(jié)果分析，合理指出在連通容器上正確安裝泄爆裝置的位置。
　　

3、對(duì)甲烷-空氣預(yù)混氣體在球形容器和球形管道連通容器內(nèi)的泄爆過程進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得出在較小的泄壓面積時(shí)，與受限空間氣體爆炸試驗(yàn)比較，不但不能降低容器內(nèi)的最大壓力，反而會(huì)增大容器內(nèi)的最大爆炸壓力。通過試驗(yàn)結(jié)果分析，泄爆口安裝在遠(yuǎn)離點(diǎn)火源的位置，當(dāng)發(fā)生預(yù)混氣體爆炸時(shí)能較好的降低容器內(nèi)的最大壓力，起到保護(hù)容器的作用。同時(shí)，氣體爆炸泄放計(jì)算存在多種不同的經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，各種計(jì)算方法的適用范圍及計(jì)算精度均有較大差別。
　　 為了研究球形

4、容器內(nèi)可燃?xì)怏w的泄爆強(qiáng)度產(chǎn)生機(jī)理以及燃燒火焰與壓力傳播的基本規(guī)律，從計(jì)算流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)和化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)守恒出發(fā)，采用k-ε湍流模型和EBU-Arrhenius燃燒模型，利用SIMPLE算法對(duì)帶泄爆導(dǎo)管的球形容器二維空間內(nèi)甲烷-空氣預(yù)混氣體的泄爆過程內(nèi)外場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，獲得了氣體燃燒過程中火焰和壓力傳播特性以及氣體流動(dòng)特性，模擬結(jié)果能夠比較清晰地反映泄爆的整個(gè)過程。研究表明，燃燒火焰在泄爆過程中發(fā)生湍流，傳播得到了極大的加速，泄爆