基于热源权重参数反演优化的新权重多点源热辐射模型

作     者：周志航 陈国华 ZHOU Zhihang;CHEN Guohua

作者机构：华南理工大学安全科学与工程研究所 广东省安全生产协同科技创新中心 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2020年第40卷第10期

页      面：139-147页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目“化工园区多米诺效应的多致损因子耦合作用机理及增韧原理”(编号:21878102) 广东省科技计划项目“城市地下并行交叉管道耦合作用事故风险防控技术及示范”(编号:2017A020219010) 广东省省级灾害防治及应急管理专项项目“危险化学品风险控制与应急管理研究”(编号:314-2019-XMZC-0009-04-0025) 

主　　题：喷射火 热源权重 反演分析 热辐射 鸡群优化算法 火焰弗劳德数 中尺度实验 质量流速 

摘      要：为了解决原权重多点源模型中热源权重分配过于简化的问题,开展了一系列火焰热释放速率达3.5 MW、火焰弗劳德数达4.46的中度尺寸天然气喷射火实验,获得了各种工况下喷射火的长度特征参数及近场热辐射实验数据,进而采用基于鸡群优化算法(CSO)的热源权重参数反演优化研究思路,探究了热源权重参数与出口工况参数之间的影响规律。研究结果表明:①随着出口火焰弗劳德数的增大,热源权重峰值出现的轴向相对位置逐渐下降,峰值两侧的热源权重分配逐渐变得均衡;②热源权重沿火焰轴向相对位置呈现双指数函数分布特征,并且该双指数函数中常系数与各种工况下的火焰弗劳德数之间呈现出较好的线性变化关系;③根据优化结果,提出基于火焰弗劳德数的热源权重分布关系式,建立了基于该分布关系式的新权重多点源模型(以下简称新模型)。结论认为,较之于原权重多点源模型,新模型在预测喷射火近场热辐射准确度方面有着明显的提高,预测结果平均相对偏差的平均值由原模型的12.87%降至7.68%,最大相对偏差的平均值由原模型的19.83%降至14.69%。