某石化企業(yè)LPG球罐區(qū)泄漏擴散及燃燒事故的數(shù)值模擬
本文關(guān)鍵詞:某石化企業(yè)LPG球罐區(qū)泄漏擴散及燃燒事故的數(shù)值模擬,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:液化石油氣(LPG)是非常重要的燃料以及化工原料,如今在工業(yè)以及民用的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。LPG屬于易燃易爆危險物質(zhì),在儲存的過程中易引發(fā)重大事故,尤其在LPG儲罐區(qū)。由于儲罐集中且儲存量大,一旦儲罐發(fā)生泄漏,帶有壓力的LPG從儲罐內(nèi)泄漏流出,立即劇烈汽化,發(fā)生閃蒸并隨大氣擴散。若未及時采取有效措施,易引發(fā)燃燒爆炸事故,造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此,對LPG儲罐泄漏擴散及燃燒的危險性進(jìn)行研究分析,找出泄漏擴散及燃燒事故發(fā)生的原因,預(yù)測事故后果的嚴(yán)重程度,對預(yù)測、預(yù)防、控制LPG儲罐泄漏擴散及燃燒事故的發(fā)生、保障生產(chǎn)的安全運行具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。以廣西欽州某石油化工企業(yè)的LPG球罐罐區(qū)為研究對象,在對現(xiàn)場實際情況進(jìn)行簡化和抽象的基礎(chǔ)上,通過對LPG的理化性質(zhì)、危險特性、儲存方式,LPG儲罐泄漏擴散的形式、影響因素、泄漏擴散及燃燒模型的介紹,對比理論模型和數(shù)值分析方法的優(yōu)缺點,確定采用CFD方法,對LPG的泄漏擴散及燃燒進(jìn)行數(shù)值模擬分析。首先,運用FLUENT軟件對該LPG球罐區(qū)的泄漏擴散進(jìn)行三維數(shù)值模擬計算,研究了LPG氣云擴散的規(guī)律,分析了擴散時間、風(fēng)速以及泄漏量對LPG氣云擴散的影響,得出擴散時間、風(fēng)速以及泄漏量對LPG氣云的擴散方向、擴散距離、濃度分布以及可燃濃度范圍都會產(chǎn)生影響。其次,建立了LPG氣云燃燒過程的數(shù)值模型,運用FLUENT軟件對泄漏擴散形成的LPG氣云的燃燒進(jìn)行了二維數(shù)值模擬,研究了LPG氣云的燃燒規(guī)律,分析了風(fēng)速、初始濃度對LPG氣云燃燒的影響。得出LPG氣云燃燒經(jīng)歷了開始、發(fā)展、結(jié)束三個過程;風(fēng)速、初始濃度對LPG氣云的燃燒溫度、燃燒范圍、燃燒持續(xù)的時間及各組分的濃度都會產(chǎn)生影響。研究結(jié)果對該石化企業(yè)在日常安全生產(chǎn)管理工作中,進(jìn)行球罐區(qū)的事故預(yù)防和預(yù)測具有指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】:液化石油氣 球罐 數(shù)值模擬 泄漏擴散 燃燒
【學(xué)位授予單位】:廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TE687
【目錄】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-12
- 第一章 緒論12-19
- 1.1 研究背景12-14
- 1.2 研究意義14-15
- 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
- 1.3.1 可燃?xì)怏w泄漏擴散的研究現(xiàn)狀15-16
- 1.3.2 罐區(qū)可燃?xì)怏w燃燒的研究現(xiàn)狀16-17
- 1.4 研究內(nèi)容和研究方法17-19
- 1.4.1 研究內(nèi)容17
- 1.4.2 研究方法17-19
- 第二章 LPG儲罐泄漏擴散及燃燒的基礎(chǔ)理論19-35
- 2.1. LPG的性質(zhì)及儲存19-22
- 2.1.1 LPG的理化特性19-20
- 2.1.2 LPG的危險特性20-21
- 2.1.3 LPG的儲存方式21-22
- 2.2 LPG儲罐泄漏擴散及燃燒的影響因素22-24
- 2.2.1 LPG儲罐的泄漏方式22
- 2.2.2 LPG氣云的擴散方式22
- 2.2.3 LPG氣云擴散的影響因素22-23
- 2.2.4 LPG氣云燃燒的影響因素23-24
- 2.3 LPG儲罐泄漏擴散及燃燒的理論分析方法24-30
- 2.3.1 LPG泄漏的理論分析方法24-27
- 2.3.2 LPG擴散的理論分析方法27-29
- 2.3.3 LPG燃燒的理論分析方法29-30
- 2.4 LPG儲罐泄漏擴散及燃燒的數(shù)值模擬方法30-34
- 2.4.1 CFD簡介31-32
- 2.4.2 ANSYS Workbench簡介32
- 2.4.3 FLUENT簡介32-34
- 2.5 本章小結(jié)34-35
- 第三章 LPG球罐區(qū)泄漏擴散數(shù)值模型的建立35-48
- 3.1 球罐區(qū)基本情況概述35-38
- 3.1.1 地理位置及平面布置35-37
- 3.1.2 自然條件37-38
- 3.2 物理模型38-39
- 3.2.1 幾何模型38
- 3.2.2 數(shù)值模擬方案38-39
- 3.2.3 網(wǎng)格劃分39
- 3.3 數(shù)學(xué)模型39-42
- 3.3.1 基本假設(shè)39-40
- 3.3.2 基本控制方程40-42
- 3.4 湍流模型42-44
- 3.5 組分輸運模型44
- 3.6 邊界條件和初始條件44-45
- 3.6.1 邊界條件44-45
- 3.6.2 初始條件45
- 3.7 數(shù)值求解方法45-47
- 3.7.1 控制方程的離散45-46
- 3.7.2 離散格式46
- 3.7.3 數(shù)值計算方法46-47
- 3.8 本章小結(jié)47-48
- 第四章 LPG球罐區(qū)泄漏擴散的數(shù)值模擬結(jié)果及分析48-70
- 4.1 LPG泄漏擴散的規(guī)律48-56
- 4.1.1 LPG氣云的擴散過程48-51
- 4.1.2 地面上LPG氣云的濃度分布51-52
- 4.1.3 地面上LPG可燃濃度范圍的變化52-54
- 4.1.4 方向上LPG氣云濃度的變化54-56
- 4.2 風(fēng)速對LPG氣云擴散的影響56-63
- 4.2.1 地面上LPG氣云的濃度分布56-59
- 4.2.2 不同方向上LPG氣云濃度的變化59-62
- 4.2.3 對周邊設(shè)施產(chǎn)生的危害62-63
- 4.3 泄漏量對LPG氣云擴散的影響63-68
- 4.3.1 泄漏孔徑對LPG氣云擴散的影響63-66
- 4.3.2 泄漏孔數(shù)對LPG氣云擴散的影響66-67
- 4.3.3 對周邊設(shè)施產(chǎn)生的危害67-68
- 4.4 安全防范措施68-69
- 4.5 本章小結(jié)69-70
- 第五章 LPG氣云燃燒的數(shù)值模擬及結(jié)果分析70-95
- 5.1 物理模型70-72
- 5.1.1 幾何模型70-71
- 5.1.2 數(shù)值模擬方案71
- 5.1.3 網(wǎng)格劃分71-72
- 5.2 數(shù)學(xué)模型72-74
- 5.2.1 基本假設(shè)72
- 5.2.2 基本控制方程72-74
- 5.3 湍流模型74-75
- 5.4 燃燒模型75-76
- 5.5 邊界條件和初始條件76-77
- 5.5.1 邊界條件76
- 5.5.2 初始條件76
- 5.5.3 點火初始條件76-77
- 5.6 數(shù)值求解方法77
- 5.7 數(shù)值模擬結(jié)果及分析77-94
- 5.7.1 LPG氣云燃燒的規(guī)律77-83
- 5.7.2 風(fēng)速對燃燒的影響83-89
- 5.7.3 初始濃度對燃燒的影響89-93
- 5.7.4 對周邊設(shè)施產(chǎn)生的危害93-94
- 5.8 安全防范措施94
- 5.9 本章小結(jié)94-95
- 第六章 結(jié)論與展望95-98
- 6.1 結(jié)論95-96
- 6.2 展望96-98
- 參考文獻(xiàn)98-103
- 致謝103-104
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文104
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本文關(guān)鍵詞:某石化企業(yè)LPG球罐區(qū)泄漏擴散及燃燒事故的數(shù)值模擬,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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