液氨储罐液体泄漏建模及分析

目的 为了分析液氨储罐纯液体泄漏后的事故影响,探究液氨纯液体泄漏量的计算.方法 针对液氨储罐(卧罐、球罐及立式罐)液体泄漏罐压变化及不同类型储罐结构特征导致液面面积变化的特点,利用范德瓦尔斯方程和流体力学方法,建立液氨储罐液体泄漏模型.利用模型对3种液氨储罐液体泄漏进行数值模拟,对比PHAST计算与模型模拟结果.结论 结果发现液面高度hv,s,h的下降呈现先减缓后增大的趋势,泄漏质量流率Qm-v,s,h的下降幅度及泄漏质量mv,s,h呈现先增加后减缓的趋势.泄漏初始时刻,Qm-v,s,h值最大,分别为0.555,0.553,0.552 kg/s;泄漏停止时,mv,s,h值最大,分别为11.245846,11.084621,7.730932 t.模型计算结果与PHAST模拟结果规律相似,Qm-v,s,h(max)的偏差较小,介于16.577％～16.667％;mv,s,h偏差差别较大,立式罐、球罐及卧罐泄漏液体质量偏差分别为4.565％,5.764％和17.630％.结论 根据各参数的变化规律可得,模型适于计算液氨储罐液体泄漏及风险分析.     

LPG槽罐车泄漏爆炸数值模拟研究

为研究液化石油气(LPG)泄漏扩散及爆炸的危害及范围,采用Phast程序中的UDM模型对LPG泄漏爆炸进行数值模拟,首先通过事故案例验证Phast程序和UDM模型的可行性,而后分析泄漏孔径、环境因素等对扩散和爆炸影响范围等趋势。结果表明,LPG槽罐车泄漏孔径小,气体流速越小,越容易受到风速和天气情况的影响。孔径增大时,在上风向也有部分热辐射扩散,并且受到风速影响越小,扩散从5 cm椭圆形向下风向扩散,到15 cm近乎为以圆形扩散。喷射火的辐射能量大致呈抛物线形状;随着泄漏孔径的扩大,热辐射的峰值越大,影响范围越远。     

液氨泄露的环境风险评价及风险管理措施

通过对液氨储存和运输过程潜在的风险因素识别,预测液氨泄露对周围环境的影响,选用适当的烟团模型计算不同的大气稳定度、风速和泄漏孔径所造成的液氨泄漏后不同的急性、毒性及影响范围,并提出应采取的风险管理措施。     

液氢泄漏扩散数值模拟研究

通过ALOHA软件进行了不同风速、环境温度、泄漏量扩散模拟,分析了不同风速、温度、泄漏量条件下的扩散规律。结果表明,泄漏扩散距离随着风速的增大而变小,风速越大,泄漏扩散范围越小;泄漏扩散距离随着环境温度的升高而变大,温度越高,泄漏扩散范围越大;泄漏扩散距离随着泄漏量的增加而变大,泄漏量越大,泄漏扩散范围越大。将液氢蒸发和氢气扩散试验的体积分数数据与ALOHA软件模拟数据进行对比,结果表明:ALOHA软件对氢的体积分数值模拟结果具有良好的精度,在液氢泄漏事故应急中具实用性。     

氨制冷机房氨气泄漏扩散的数值模拟

本文选取氨制冷机房作为典型场景,应用计算流体力学方法研究氨气泄漏扩散规律,采用Fluent软件对无通风及上下通风情况下的制冷机房氨气泄漏扩散进行了数值模拟。分析了氨气泄漏后不同时刻制冷机房纵剖面和横截面氨气浓度分布,研究了不同泄漏量下氨气浓度随高度变化的特征,提出了氨气报警器偏上安装的建议。对比上进风下排风和下进风上排风两种应急排风方案泄漏扩散的数值模拟结果,提出了应急排风进风口偏下设置的建议。     

液氨储罐的腐蚀与防护

液氨储罐作为一种特殊的压力容器,在炼油、化工、农业、制药、制冷等行业广泛应用。但是据笔者观察,大多数液氨储罐是由腐蚀裂纹引起的腐蚀破坏。鉴于此,本文对液氨储罐的腐蚀与防护进行了探讨。     

天然气管道大孔泄漏速率的建模与分析

通过对天然气管道泄漏过程的分析,建立了气体的大孔泄漏模型。对大孔泄漏过程存在的3种状态进行讨论分析,验证了在高压情况下只存在管内亚临界流、孔口临界流和管内孔口都是临界流两种情况,在低中压情况下只存在管内亚临界流、孔口临界流和管内孔口均为亚临界流两种情况,并且分析了不同泄漏点和不同压力情况下发生泄漏的速率变化情况。采用本文的计算模型可以较好的计算出不同泄漏孔径的泄漏速率,为长输管道的定量风险评价提供依据。     

R32制冷剂泄漏位置对浓度分布与室内安全性的实验研究

本文通过实验研究的方法,对比分析了R32制冷剂在泄漏量为3.6 kg,不同泄漏位置时,R32气体在室内不同平面的浓度扩散规律,并通过典型平面首次达到可燃下限（LFL）的时间和可燃风险时间来分析室内的安全性影响。结果表明：随着泄漏位置高度的增加,制冷剂浓度扩散速率在沿高度方向上逐渐趋于一致,浓度上升速率和浓度下降速率分别保持在约0.5%/min和0.06%/min。当制冷剂气体从房间上部水平方向泄漏改变为垂直向下泄漏时,泄漏口附近平面处最大浓度及浓度扩散速率均减小约50%,可燃危险时间减少了约78%;房间下部的的可燃危险时间随泄漏位置高度的升高而逐渐增大。当泄漏位置位于房间上部和顶部时,房间底部区域最先达到LFL值,其余位置处泄漏口附近平面处最先达到LFL值。     

Q235B钢原油储罐底板腐蚀穿孔原因

某Q235B钢储罐底板发生腐蚀穿孔泄漏事故。通过宏观分析、微观分析、化学成分分析、力学性能试验、金相检验等方法,对储罐底板腐蚀穿孔原因进行了分析。结果表明:储罐底板的涂层因质量较差发生鼓包后破损,在破损点发生了氧腐蚀,进而导致储罐底板腐蚀穿孔。     

氟化氢储罐泄漏应急疏散距离的计算

通过采用伤害（或破坏）范围评价法,对氟化氢储罐泄漏后不同浓度状态下的应急疏散距离分别进行了计算,为制定应急救援预案和划定氟化氢泄漏后的应急疏散范围提供了参考依据。     

Study on effect of liquid level on the heat leak into vertical cryogenic vessels

The diminishing of heat leak into cryogenic vessels can prolong the storage time of cryogenic liquid. With the storage of cryogenic liquid reducing, the heat leak decreases, while the actual storage time increases. Compared with the theoretical analysis, the numerical simulation can more accurately calculate the heat transfer and temperature distribution in the vessel with complex structure. In this paper the steady state heat leak into cryogenic vessels with different liquid level height is analyzed using a finite element model. And liquid nitrogen boil-off method was adopted in experiments to validate the result of numerical simulation. Experimental results indicate favorable agreement with numerical simulation by ANSYS software. The effect of liquid level on heat leak into the cryogenic vessel can be considered in calculation of storage time and structure design.     

内置有水平挡板的矩形储液器非线性晃动分析

该文以内置有水平挡板的矩形储液器为研究对象,对储液器的非线性晃动问题展开研究。利用势流理论和虚功原理,推导了由水平挡板引起的储液器非线性阻尼比(非线性体现于波高有关)的计算公式,同时考虑水平挡板对储液器晃动频率的影响而对非线性阻尼比计算公式进行了修正。结合液体晃动的非线性分析理论,研究了水平挡板处于不同位置、挡板长度不同时储液器的液面波高与晃动力变化情况。利用Fluent软件进行了数值模拟,并与理论模型分析的结果进行对比。结果表明：当水平挡板靠近储液器底部或长度较小时,储液器内液体的非线性晃动现象较明显,利用非线性三阶模态方程推导得到的波高、晃动力与数值模拟结果较接近,而仅考虑一阶线性响应会明显低估储液器液面波高,但其求解的晃动力却与考虑非线性值的状况基本一致;随着挡板到自由液面距离的变小或挡板长度的增大,储液器液面波高、晃动力幅值减小,液体晃动呈线性变化,说明水平挡板靠近自由液面或增大其长度时能够提高储液器的阻尼比,进而也更能抑制液体的非线性晃动。同时水平挡板逐渐靠近自由液面或长度逐渐增大时,储液器晃动频率逐渐减小,减小的幅度分别可达到5.7%～28%。     

软土场地大型LNG储罐考虑桩土相互作用的地震响应分析

在通用有限元软件ANSYS平台上建立了桩-土-LNG储罐相互作用体系的三维整体有限元模型,分析了在IV类软土场地上考虑桩土相互作用对LNG储罐地震响应的影响。结果表明,LNG储罐的基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和内罐壁等效应力最大值均有不同程度的减小,而最大晃动波高增大。另外还讨论了不同保温层刚度对LNG储罐地震响应的影响,通过对比发现,保温层刚度对储罐的地震响应具有重要的影响,随着保温层刚度在一定范围内的增加,基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和最大晃动波高变化较小,但内罐壁等效应力最大值减小明显。     

大型LNG储罐分层破坏及翻滚过程的数值研究

建立了大型LNG储罐分层及翻滚模型,充分考虑了LNG多组分、变物性的特点,分别研究了分层破坏的机理及分层温差、分层高度、漏热量和漏热位置对翻滚剧烈程度的影响。结果表明:当底部漏热为10 W/m~2,上下层温差大于0.2 K时会发生翻滚,且温差越大,翻滚发生越容易,翻滚程度越剧烈。当底部漏热10 W/m~2,上下层高度越接近时,翻滚程度越剧烈。无论是底部漏热还是侧壁漏热,漏热量越大时,翻滚程度越剧烈。漏热量相同时,侧壁漏热发生翻滚的时间要早于底部漏热,但剧烈程度要小于底部漏热。     

氨水槽泄漏原因分析

通过宏观检验、化学成分分析、金相检验等手段对氨水槽泄漏的原因进行了分析。结果表明：在较高焊接应力和氨水的共同作用下产生应力腐蚀是造成氨水槽泄漏的主要原因。     

Experimental evaluation of gas permeability through damaged composite laminates for cryogenic tank

This paper describes some recent experimental techniques for leakage assessment in conjunction with permeability results of composite laminates with matrix cracks in relation to the application of composite laminates to cryogenic fuel tank structures. Tensile loadings were applied to CFRP tubular specimens utilizing a cryogenic loading system for leak measurement at room temperature (RT) and at liquid nitrogen temperature (LN₂T). Helium gas permeability through damaged CFRP under both RT and LN₂T conditions was compared. Furthermore, an experimental method for evaluating the effect of crack intersecting angle on the gas leakage was proposed, and measured results were presented.     

冷库制冷剂管路检漏与定位实时模型研究

本文将目前国际上广泛应用于长管道输送系统中的检测管道泄漏的实时模型法应用于液态氨制冷剂管路泄漏研究。并以R22制冷剂来模拟氨系统循环管路,根据动态及泄露实验研究特性,建立检漏、定位的实时模型,并通过实验验证了该模型可以实现高效快速的检漏效果及确定漏点位置,检漏精度可达到3.0%,但定位精度及稳定性与漏点位置有关。这为冷库的安全运行提供了有效措施和理论依据。     

低温绝热容器氦质谱检漏方法探讨

漏率是低温绝热容器产品的主要技术参数之一,利用氦质谱检漏技术对漏孔进行定位、定量检测可以起到控制产品质量的目的。文章首先对低温绝热容器用两种氦质谱检漏系统进行了比较和试验分析。结果表明：在测试条件一致的情况下,标准漏孔安装在系统中的不同位置,将对系统最小可检漏率、系统反应时间、漏率测算值产生影响。在对影响结果进行分析的基础上,对实际检漏工作提出相应建议。其次对分流和无分流两种检漏方法的选择原则进行了探讨。然后以53m^3液化天然气储运容器为例,对容器制造过程中的角焊缝、对接焊缝、夹层内存在的漏孔、阀门及容器整体的检漏方法进行了详述。最后对检漏过程中应注意的事项进行了说明。     

地震激励下储罐内液体的减晃试验研究及有限元分析

为了避免因液体晃动过大而引起的储罐"象足"型失稳破坏,采用减晃板作为抑晃装置并对其进行了减晃优化设计。分别采用缩尺模型试验(缩尺比1∶30)和有限元分析等手段对有、无安装减晃板的储罐内的液体晃动波高、罐底剪力及罐壁压应力等关键指标进行了实测和仿真模拟。研究结果表明:关键指标的模拟值与实测值较为接近,进而验证了储罐减晃有限元分析的可靠性;当减晃板在距液面0.125倍~0.225倍的储罐高度且其宽度在0.15倍的储罐半径附近时,减晃板对储液晃动波高、罐底剪力及罐壁压应力都具有较好的抑制效果;减晃优化设计后,"象足"失稳区(接近罐底处)的罐壁压应力峰值得到了较为显著的抑制。