危險(xiǎn)液化氣體BLEVE擴(kuò)散特性模擬研究.pdf

1、把各種氣體以液體形式儲(chǔ)存是日常以及工業(yè)中一種十分廣泛的手段。液化氣體容器在生產(chǎn)、使用和運(yùn)輸過程中潛在的安全性問題也正在引起人們更高的重視。過熱液體膨脹蒸氣爆炸(BLEVE)作為液化氣體事故中后果最嚴(yán)重,潛在可能最普遍的事故模式,對(duì)它的研究成為近20年來安全工程建設(shè)的熱點(diǎn)之一。
　　 本文針對(duì)液化氣體BLEVE事故產(chǎn)生的云團(tuán),根據(jù)可供對(duì)比驗(yàn)證的小尺度室內(nèi)實(shí)驗(yàn),用CFD法進(jìn)行建模,從微觀上液滴群和宏觀上云團(tuán)兩個(gè)角度對(duì)傳質(zhì)傳熱和介質(zhì)運(yùn)

2、動(dòng)過程進(jìn)行研究。通過對(duì)比數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),證明了本文模型和數(shù)值模擬的可靠性。根據(jù)選定小尺度實(shí)驗(yàn)建立了三維模型并用有限體積法進(jìn)行流場(chǎng)離散化,模擬中引用液滴在容器位置就已形成的假設(shè),通過C語言編程優(yōu)化液滴初始速度,采用液滴沸騰蒸發(fā)模型、液滴破碎模型、隨機(jī)軌道模型以及R-R液滴直徑分布來描述液滴群的運(yùn)動(dòng),用拉格朗日-歐拉法來進(jìn)行數(shù)值模擬。通過數(shù)值模擬得到了液滴的沸騰蒸發(fā)速率、直徑分布、溫度分布和云團(tuán)體積變化、云團(tuán)內(nèi)介質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化、云團(tuán)溫度

3、等。繼而本文又考慮了環(huán)境風(fēng)速、不同介質(zhì)物性兩個(gè)因素對(duì)液滴過熱蒸發(fā)及云團(tuán)擴(kuò)散過程的影響。
　　 本文還通過對(duì)比兩種常見危險(xiǎn)液化氣體的模擬結(jié)果,研究了物性參數(shù)對(duì)BLEVE后果液滴蒸發(fā)進(jìn)裂及液滴和空氣熱量傳遞過程的影響。通過模擬不同風(fēng)速下BLEVE后果云團(tuán)的運(yùn)動(dòng)過程,對(duì)不同階段風(fēng)速對(duì)云團(tuán)的影響進(jìn)行了分析和討論。論文中還將本文模型的模擬結(jié)果的和傳統(tǒng)擴(kuò)散箱模型理論進(jìn)行對(duì)比,對(duì)比結(jié)果表明本模型具有較好的優(yōu)化性。這些工作對(duì)用CFD法的延伸有積