巷道內(nèi)苯蒸氣云爆炸的特性研究

摘要

　　本課題利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件AutoReaGas定量研究障礙物、障礙物阻塞比對(duì)模擬巷道內(nèi)苯蒸氣云爆炸超壓、溫度、燃速的影響，進(jìn)而通過對(duì)這幾組數(shù)據(jù)的分析了解苯蒸氣云爆炸的危險(xiǎn)特性。研究結(jié)果表明：當(dāng)有障礙物存在時(shí)，爆炸超壓、火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆逯刀紩?huì)顯著增加，且峰值超壓隨著障礙物阻塞比的增加而增加。另外在泄壓口處，其各項(xiàng)數(shù)值都達(dá)到最大，其危險(xiǎn)性也最高。并依據(jù)研究結(jié)果，聯(lián)系實(shí)際情況制定有效的防范措施，為可燃?xì)怏w爆炸的研究提供進(jìn)一步的思路。

   關(guān)鍵詞：苯；蒸氣云爆炸；超壓；溫度；燃速；數(shù)值模擬；障礙物

abstract

Using computational fluid dynamics software AutoReaGas quantitative study of obstacles，obstacles blocking the simulated roadway benzene vapor cloud explosion overpressure，temperature，burning rate of impact.By these groups of data analysis to understand the hazardous properties of benzene vapor cloud explosion. The results show that：when obstacles exist，explosion overpressure，the peak flame propagation speed will be significantly increased，and peak overpressure increases with the obstacles blocking ratio increases. In addition，at the pressure relief openings, its value reaches the maximum，the risk of the highest. Based on the results，contact the actual situation to develop effective preventive measures，provide further ideas for the study of combustible gas explosion.

Keywords：benzene；Steam cloud explosion；Overpressure；Temperature；Burning rate；Numerical simulation；obstacles

目   錄

1 引言 …………………………………………………………………………… 1

1.1  國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展 ……………………………………………………… 1

1.2  理論研究概況 ……………………………………………………………… 2

1.3  本課題研究目標(biāo)及內(nèi)容 …………………………………………………… 2

1.4  研究方法 …………………………………………………………………… 3

1.4.1  經(jīng)驗(yàn)與理論研究 ………………………………………………………… 3

1.4.2  研究方法的選擇及依據(jù) ………………………………………………… 4

1.5  苯及苯蒸氣云的主要物理特性 …………………………………………… 5

1.5.1  貯存方法和應(yīng)急措施 …………………………………………………… 6

2  爆炸的類型、評(píng)測手段及影響因素 ………………………………………… 7

2.1  爆炸的基本形式及特點(diǎn) …………………………………………………… 7

2.1.1  理想爆源 ………………………………………………………………… 7

2.1.2  非理想爆源 ……………………………………………………………… 8

2.1.3  可燃?xì)庠迫紵幕拘问郊疤攸c(diǎn) ……………………………………… 9

2.2  爆燃波破壞效應(yīng)的評(píng)測手段 ……………………………………………… 13

2.2.1  超壓準(zhǔn)則 ………………………………………………………………… 13

2.2.2  沖量準(zhǔn)則 ………………………………………………………………… 14

2.2.3  超壓－沖量準(zhǔn)則 ………………………………………………………… 15

2.3  影響苯蒸氣云爆炸強(qiáng)度的主要因素 ……………………………………… 15

3  苯蒸氣云爆炸的數(shù)值模擬研究 …………………………………………… 17

3.1  計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件 ……………………………………………………… 17

3.1.1  模型概述及初始條件設(shè)定 ……………………………………………… 19

3.2  苯蒸氣云爆炸的物理模型和參數(shù)曲線…………………………………… 20

3.2.1  無障礙物、一端開口模型 ………………………………………………… 20

3.2.2  有障礙物（VBR=0.075）、一端開口模型 ………………………………… 20

3.2.3  有障礙物（VBR=0.3375）、一端開口模型 ……………………………… 21

3.2.4  開敞空間無障礙物模型 ………………………………………………… 22

3.3  數(shù)值模擬結(jié)果及分析 ……………………………………………………… 23

3.3.1  數(shù)值模擬結(jié)果 …………………………………………………………… 23

3.3.2  障礙物對(duì)爆燃超壓的影響 ……………………………………………… 25

3.3.3  障礙物對(duì)爆燃溫度的影響 ……………………………………………… 26

3.3.4  障礙物對(duì)爆燃速度的影響 ……………………………………………… 27

3.3.5  結(jié)論 ……………………………………………………………………… 28

4  苯蒸氣云爆炸的傷害風(fēng)險(xiǎn)分析 ……………………………………………… 29

4.1  巷道內(nèi)苯蒸氣云爆炸的可能傷害 ………………………………………… 29

4.2  預(yù)防措施 …………………………………………………………………… 29

5  總結(jié) …………………………………………………………………………… 31

5.1  數(shù)值模擬過程中的發(fā)現(xiàn)和收獲 …………………………………………… 31

5.2  本課題未來研究方向 ……………………………………………………… 31

參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………… 33

致謝 ……………………………………………………………………………… 35