容器內可燃氣體泄爆動力學過程研究.pdf

1、在受限空間的約束作用下，氣體爆炸會產生較高的壓力和壓力增長速率，以至于很多裝置或設備不能承受而造成人員傷亡和財產損失，甚至導致災難性的后果。因此開展受限空間氣體爆炸和氣體泄爆過程的研究，對于預防、控制和減輕此類工業(yè)災害性事故具有重要的實際意義和科學價值。
　　 對于壓力容器內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)值計算程序，分析了不同時刻的爆炸壓力、火焰?zhèn)鞑ノ恢玫?，通過與試驗數(shù)據(jù)比較，得出最大爆炸壓力的計算絕對平均偏

2、差為6.38％，故本計算方法用以獲取可燃氣體燃爆值是可行的。在不同試驗初始條件下，得出初始溫度、初始壓力、甲烷初始濃度對最大爆炸壓力的影響。
　　 開展了加管道球形容器內預混氣體爆炸試驗研究。詳細研究了氣體燃燒時爆炸波的擴展過程，得出球形容器安裝管道后會降低球形容器內的最大爆炸壓力，隨著爆炸波在管道中傳播，爆炸壓力會不斷升高，且管道末端的壓力達到最大。通過試驗結果分析，合理指出在連通容器上正確安裝泄爆裝置的位置。
　　

3、對甲烷-空氣預混氣體在球形容器和球形管道連通容器內的泄爆過程進行了試驗研究，得出在較小的泄壓面積時，與受限空間氣體爆炸試驗比較，不但不能降低容器內的最大壓力，反而會增大容器內的最大爆炸壓力。通過試驗結果分析，泄爆口安裝在遠離點火源的位置，當發(fā)生預混氣體爆炸時能較好的降低容器內的最大壓力，起到保護容器的作用。同時，氣體爆炸泄放計算存在多種不同的經驗或半經驗計算方法，各種計算方法的適用范圍及計算精度均有較大差別。
　　 為了研究球形

4、容器內可燃氣體的泄爆強度產生機理以及燃燒火焰與壓力傳播的基本規(guī)律，從計算流體力學、傳熱傳質學和化學反應動力學守恒出發(fā)，采用k-ε湍流模型和EBU-Arrhenius燃燒模型，利用SIMPLE算法對帶泄爆導管的球形容器二維空間內甲烷-空氣預混氣體的泄爆過程內外場進行了數(shù)值計算，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特性，模擬結果能夠比較清晰地反映泄爆的整個過程。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