基于CFD的大型儲油罐區(qū)池火災數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2020-12-12 11:14
為研究大型儲油罐區(qū)池火災溫度、熱輻射強度、流速、組分等燃燒特性參數(shù)在油罐外不同區(qū)域的變化規(guī)律,以10萬m3原油儲罐區(qū)為研究對象,構(gòu)建罐區(qū)池火災燃燒數(shù)學模型,運用計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics,CFD)技術(shù)進行數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明:整個火場溫度大致呈錐形分布,火焰溫度最高可達1 500 K,縱向來看,底部溫度較高,上部溫度逐漸降低,徑向來看,中心溫度較高,周圍溫度逐漸降低;隨著距罐壁以及距罐頂距離的不斷增加,熱輻射強度均呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,最高熱輻射強度為132 kW/m2;罐頂上方區(qū)域存在火焰卷吸現(xiàn)象,中心位置流速最大,最高可達56 m/s,罐底區(qū)域存在火焰貼壁現(xiàn)象;得到燃燒產(chǎn)物(CO和CO2)的體積分數(shù)分布,以CO體積分數(shù)為0.001作為判斷依據(jù),推斷出火焰高度為120 m。研究結(jié)果可為今后此類火災事故的防治提供理論支撐。
【文章來源】:中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2020年09期 第133-139頁 北大核心
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
物理模型
由于三維模型網(wǎng)格數(shù)量較多,計算時間較長,為減少模擬工作量與計算存儲量,將三維模型簡化為二維軸對稱模型,如圖2所示。采用Multizone方法對模型進行網(wǎng)格劃分,劃分后的網(wǎng)格如圖3所示,網(wǎng)格精度為0.1 m,單元數(shù)為311 280,網(wǎng)格質(zhì)量為0.915 67,接近于1,Skewness為0.033 29,接近于0,符合網(wǎng)格劃分的要求。圖3 劃分后的網(wǎng)格
劃分后的網(wǎng)格
【參考文獻】:
期刊論文
[1]火災環(huán)境下儲罐熱響應行為的數(shù)值模擬[J]. 姚智,李德生,董呈杰. 天津理工大學學報. 2018(05)
[2]基于CFD的油罐全液面火災熱輻射分布研究[J]. 李玉,張濤. 消防科學與技術(shù). 2018(01)
[3]火災環(huán)境下鄰近油罐的熱輻射分布規(guī)律模擬[J]. 郭欣,樊建春. 油氣儲運. 2017(05)
[4]大型原油商業(yè)儲備油庫火災危險性數(shù)值模擬分析[J]. 贠璞. 中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2013(12)
[5]大型浮頂儲罐原油溫度場實驗測試研究[J]. 李超,劉人瑋,李旺,林小飛,饒心,姜海斌,宇波,侯磊,黃啟玉,張勁軍. 工程熱物理學報. 2013(12)
[6]大型浮頂油罐的危險性分析及安全對策[J]. 張啟波,袁鳳麗,付鈺. 中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2012(06)
[7]從大連油庫火災談大型油(氣)罐庫區(qū)火災撲救[J]. 張智,魏捍東. 消防科學與技術(shù). 2011(12)
[8]我國石油戰(zhàn)略儲備問題研究[J]. 朱穎超,張在旭,朱淵超,王翹楚. 油氣儲運. 2007(09)
[9]著火油罐燃燒特性的理論分析[J]. 楊君濤,魏東,張學魁,趙大林. 工程熱物理學報. 2006(01)
碩士論文
[1]石油化工行業(yè)典型火災事故數(shù)值模擬研究[D]. 劉美磊.中國石油大學 2011
[2]面向起火點認定的罐區(qū)火災數(shù)值分析及實驗研究[D]. 劉暉.華南理工大學 2011
本文編號:2912450
【文章來源】:中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2020年09期 第133-139頁 北大核心
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
物理模型
由于三維模型網(wǎng)格數(shù)量較多,計算時間較長,為減少模擬工作量與計算存儲量,將三維模型簡化為二維軸對稱模型,如圖2所示。采用Multizone方法對模型進行網(wǎng)格劃分,劃分后的網(wǎng)格如圖3所示,網(wǎng)格精度為0.1 m,單元數(shù)為311 280,網(wǎng)格質(zhì)量為0.915 67,接近于1,Skewness為0.033 29,接近于0,符合網(wǎng)格劃分的要求。圖3 劃分后的網(wǎng)格
劃分后的網(wǎng)格
【參考文獻】:
期刊論文
[1]火災環(huán)境下儲罐熱響應行為的數(shù)值模擬[J]. 姚智,李德生,董呈杰. 天津理工大學學報. 2018(05)
[2]基于CFD的油罐全液面火災熱輻射分布研究[J]. 李玉,張濤. 消防科學與技術(shù). 2018(01)
[3]火災環(huán)境下鄰近油罐的熱輻射分布規(guī)律模擬[J]. 郭欣,樊建春. 油氣儲運. 2017(05)
[4]大型原油商業(yè)儲備油庫火災危險性數(shù)值模擬分析[J]. 贠璞. 中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2013(12)
[5]大型浮頂儲罐原油溫度場實驗測試研究[J]. 李超,劉人瑋,李旺,林小飛,饒心,姜海斌,宇波,侯磊,黃啟玉,張勁軍. 工程熱物理學報. 2013(12)
[6]大型浮頂油罐的危險性分析及安全對策[J]. 張啟波,袁鳳麗,付鈺. 中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2012(06)
[7]從大連油庫火災談大型油(氣)罐庫區(qū)火災撲救[J]. 張智,魏捍東. 消防科學與技術(shù). 2011(12)
[8]我國石油戰(zhàn)略儲備問題研究[J]. 朱穎超,張在旭,朱淵超,王翹楚. 油氣儲運. 2007(09)
[9]著火油罐燃燒特性的理論分析[J]. 楊君濤,魏東,張學魁,趙大林. 工程熱物理學報. 2006(01)
碩士論文
[1]石油化工行業(yè)典型火災事故數(shù)值模擬研究[D]. 劉美磊.中國石油大學 2011
[2]面向起火點認定的罐區(qū)火災數(shù)值分析及實驗研究[D]. 劉暉.華南理工大學 2011
本文編號:2912450
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