【摘要】：一直以來,石油及其下游產(chǎn)品都是工業(yè)社會主要能源的供應(yīng)者。隨著石油消費量的逐年增加,新建油庫的數(shù)量和油庫的總?cè)萘恳搽S之增加。然而油庫中儲存的大量易燃易爆油品引發(fā)了社會各界對于石化行業(yè)安全的巨大關(guān)注和擔憂。前人對于儲油罐火災(zāi)的研究多以池火為主,但是由于油罐自身存在一定高度,使得其燃燒特性與池火并不完全相同,因此很有必要研究液位深度對油罐火的影響。油品燃燒時所具有的強輻射熱很容易將鄰近油罐引燃或引爆,從而演變成多火源燃燒,加劇對罐區(qū)安全的威脅,所以研究雙油罐火燃燒特性以及油罐間距對其的影響是至關(guān)重要的。此外,儲油罐火還受到風速,罐頂開口尺寸等眾多因素影響,因此研究多因素耦合條件下油罐火的燃燒特性能夠為實際罐區(qū)火災(zāi)起到一定的理論指導作用。本研究以柴油為燃料,分別搭建了單油罐火實驗平臺和雙油罐火實驗平臺。在單油罐火的研究中,選取了直徑為30 cm,液位深度為10,15,30 cm,罐頂開口寬度為15,18.5,22,26,30 cm的油罐,風速設(shè)置為0,0.3,0.5,0.8,1.0,1.2,1.5 m/s。在雙油罐火的研究中選取了直徑為30,40,50 cm,液位深度為2,5,10,15,30 cm的油罐,油罐間距分別設(shè)置為0.2,0.4,0.8,1.2,2.0倍直徑。實驗中使用液位穩(wěn)定器來維持罐內(nèi)柴油的液位深度保持不變。研究了多因素條件下油罐火的火焰傾角,火焰高度,質(zhì)量損失速率,溫度,熱輻射通量等參數(shù)的變化規(guī)律。實驗結(jié)果表明單油罐火的火焰傾角隨著風速增大,先迅速增加再趨于平緩;隨著液位深度的增加,火焰微元在油罐開口處的特征上升速度增加,火焰傾角減小;隨著頂部開口寬度的增大,質(zhì)量損失速率增大,火焰傾角減小。對雙油罐火研究發(fā)現(xiàn),隨著液位深度增大,未出現(xiàn)火焰合并現(xiàn)象的雙油罐火質(zhì)量損失速率,罐壁溫度和熱輻射通量均先增大后減小;出現(xiàn)火焰合并現(xiàn)象后燃燒被加劇,質(zhì)量損失速率,熱輻射通量會大幅增加。對油罐內(nèi)部溫度研究發(fā)現(xiàn)從燃料表面到火焰底部的溫度逐漸增大。質(zhì)量損失速率,溫度和熱輻射通量隨間距的增大而減小,隨直徑的增大而增大。此外,分析研究了間距和液位深度對輻射視角因子和熱反饋機制的影響。雙油罐火的可視火焰高度隨油罐直徑的增大而增大,隨液位深度的增大而減小,隨著油罐間距的增大,未發(fā)生火焰合并現(xiàn)象的可視火焰高度增大�；鹧婧喜F(xiàn)象會使雙油罐火火焰高度劇增。選取了結(jié)合直徑,液位深度和間距的特征長度,在此基礎(chǔ)上研究出了雙油罐火可視火焰高度的數(shù)學模型。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE972
【圖文】：

圖２．１實驗裝置示意圖逡逑實驗中所采用的小尺度油罐直徑為３０邋ｃｍ，設(shè)置１０，邋１５，邋３０邋ｃｍ三種油罐高度，逡逑對應(yīng)不同的液位深度／／，如圖２．１－ｂ）所示，代表著油罐不同的充裝率。為了模擬逡逑油罐頂部破裂或被掀開的不同程度，設(shè)置了不同的油罐開口寬度，分別為１５，邋１８．５，逡逑２２，２６，３０邋ｃｍ，此處罐頂開口寬度是指直徑方向上除頂蓋以外開口的寬度，如圖逡逑２．１－ｃ）所示。頂蓋與油罐之間無縫隙，被加工為一體結(jié)構(gòu)。逡逑為了盡可能的接近現(xiàn)實中油罐內(nèi)油品發(fā)生火災(zāi)的情況，實驗選取０號柴油作逡逑為燃料，柴油屬于復(fù)雜烴類混合物，碳原子數(shù)約在１０到２２之間，其具有很好的逡逑低溫流動性，并且能夠在在一定溫度和壓力條件下由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。由于柴油逡逑不容易被點燃，所以在進行實驗時會先加入少量正庚烷來引燃柴油，柴油的熱物逡逑性參數(shù)見表２．１。逡逑１４逡逑

圖２．２雙儲油罐火實驗平臺示意圖逡逑實驗選取的三種油罐直徑Ｄ分別為３０，邋４０，邋５０邋ｃｍ，油罐壁面厚度為５邋ｍｍ

【參考文獻】

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本文編號：2720578