工业弯管泄爆口位置对爆炸湍流的影响分析

作     者：毕海普 田雷 茅威 张清清 BI Haipu;TIAN Lei;MAO Wei;ZHANG Qingqing

作者机构：常州大学安全科学与工程学院江苏常州213164 

出 版 物：《安全与环境学报》 (Journal of Safety and Environment)

年 卷 期：2024年第24卷第5期

页      面：1825-1831页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

基　　金：江苏省科技副总项目(FZ20211438) 江苏省产学研合作项目(BY20221168) 泰州市科技支撑计划(社会发展)项目(TS202209) 常州市科技项目(CE20205051) 

主　　题：安全工程 气体爆炸 湍流动能 泄爆 数值模拟 90°弯管 

摘      要：为研究弯管泄爆对气体爆炸的影响,基于试验测试和数值模拟(FLACs软件)分析管道泄爆状态下湍流的变化规律。结果表明:在试验条件下,封闭管道弯管内4.8 m处监测点湍流动能峰值为5 745.42 m^(2)/s^(2),开口泄爆后该点湍流动能增幅为8.4%;当改变泄爆口位置时,弯道处监测点测得最大湍流动能相较于封闭管道该处最大湍流动能增幅为20.84%,弯管处湍流动能比直管最大增加了314%,影响因素主要为管道结构和泄爆口产生的排放和诱导作用;不同工况下内径0.125 m管道上泄爆口处最大湍流动能随着泄爆口位置和点火点之间的距离的增大而先增大后减小,二者的关系可拟合为一维高斯函数(Gauss Amp),拟合结果显示湍流动能最大为13 352.55m^(2)/s^(2),此时泄爆口的孔口效应和流量限制都增大了湍流强度,导致更快的爆炸气流流出速度及更高的气体燃烧率,冲出气流携带的能量较大,对周围设施的危害影响最大。