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运用NFPA68进行液硫池泄爆面积计算的研究

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化工设计 2024年第3期34卷 23-25,30,1页

作者：王弯弯中国成达工程有限公司四川成都部610041

液硫池是硫磺装置储存液硫产品的必备装置,它收集硫磺装置各级冷却器冷却经硫封后的液态硫磺,液态硫磺中H_(2)S浓度通常会达到约300μg/g,为减少H_(2)S气体浓度,会采用液硫脱气技术来脱除液硫中的H_(2)S气体,将其H2S浓度降低至10μg/g... 详细信息

液硫池是硫磺装置储存液硫产品的必备装置,它收集硫磺装置各级冷却器冷却经硫封后的液态硫磺,液态硫磺中H_(2)S浓度通常会达到约300μg/g,为减少H_(2)S气体浓度,会采用液硫脱气技术来脱除液硫中的H_(2)S气体,将其H2S浓度降低至10μg/g。因此,液硫池分为两个区:液硫脱气区和产品区,液硫经脱气设施脱气后溢流至产品区,通过液硫提升泵送出。由于液硫池中H_(2)S的存在,可能导致液硫池气相空间聚集大量H_(2)S气体,从而导致闪爆的发生。为避免爆炸带来的伤害及风险,首先应保证脱气设施运行正常,而最终的保护手段是利用泄爆口将爆炸产生的压力释放出去,目前并未有文献来探讨到底如何计算泄爆口。本文以中东某硫磺回收装置液硫池为例,探讨如何采用NFPA68-2018爆炸泄压指南来计算液硫池泄爆面积,这对于国内硫池泄爆口的设计有参考意义。

关键词：液硫池泄爆面积泄爆口 NFPA68

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泄爆面积对柱形容器泄爆过程压力影响

工业安全与环保 2012年第12期38卷 47-48,51页

作者：董冰岩彭旭江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000

为了研究泄爆面积对柱形压力容器泄爆过程中压力变化的影响,采用经典流体力学软件FLUENT在泄爆口直径分别为50、80、100mm情况下对容器内甲烷和空气混合气体泄爆过程进行了数值模拟,研究了不同情况下容器内压力发展变化规律以及爆炸... 详细信息

为了研究泄爆面积对柱形压力容器泄爆过程中压力变化的影响,采用经典流体力学软件FLUENT在泄爆口直径分别为50、80、100mm情况下对容器内甲烷和空气混合气体泄爆过程进行了数值模拟,研究了不同情况下容器内压力发展变化规律以及爆炸流场参数分布。结果表明当泄爆压力为0.04MPa,泄爆口直径50mm时,泄爆口开启后压力容器内压力呈现继续上升趋势;泄爆口直径为80、100mm时,泄爆口开启后压力均立即下降,采用直径100mm泄爆口时压力下降速率更快,容器内压力降至环境压力所需时间更短。

关键词：开口泄爆泄爆面积柱形容器压力变化

泄爆面积对甲烷-空气预混泄爆容器结构响应影响的实验研究

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爆炸与冲击 2022年第4期42卷 136-147页

作者：王金贵胡超罗飞云张苏福州大学环境与安全工程学院福建福州350116 宁德新能源科技有限公司福建宁德352106

利用自主搭建的泄爆容器结构响应测试系统,开展了不同泄爆面积条件下甲烷-空气预混气体泄爆实验,结合振动加速度、内部超压、火焰演化和信号频率-时间分布等探究了泄爆面积对容器结构响应的影响特征及机制。研究发现:(1)容器振动加速度... 详细信息

利用自主搭建的泄爆容器结构响应测试系统,开展了不同泄爆面积条件下甲烷-空气预混气体泄爆实验,结合振动加速度、内部超压、火焰演化和信号频率-时间分布等探究了泄爆面积对容器结构响应的影响特征及机制。研究发现:(1)容器振动加速度曲线和内部超压曲线具有相似的变化趋势,两者均存在双峰现象,且两者一一对应,但加速度峰值出现略迟;随着无量纲泄爆系数增大,第1个内部超压和加速度峰值主体为增大趋势,而第2个内部超压和加速度峰值的变化趋势为先减小后增大再减小;(2)火焰未到达泄爆口之前,上部的火焰平均速度随着无量纲泄爆系数增大而减小,无量纲泄爆系数较小时火焰较早从泄爆口喷出;(3)在当前实验条件下,当无量纲泄爆系数为25.00时,热声耦合现象最剧烈,表现为最大幅值的振动响应和最大能量的高频振荡,而随着无量纲泄爆系数进一步增大或者减小,热声耦合现象逐渐衰减。

关键词：甲烷爆炸泄爆容器泄爆面积内部超压振动响应

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粉尘爆燃泄爆面积计算

纺织科学研究 1990年第3期1卷 34-38页

作者：任学文陈立红郭汉彦纺织工业部纺织科学研究院劳保所纺织工业部纺织科学研究院中科院力学所

本文以美国消防协会NFPA68上粉尘爆燃泄压面积的试验数据以及计算公式为基础,编制了简明实用的泄压面积计算程序—CVA程序。内容不仅包括NFPA68上所列粉尘爆燃泄压面积线解图及其相应计算公式,低强度围筑物泄爆面积设计等内容,而且还对... 详细信息

本文以美国消防协会NFPA68上粉尘爆燃泄压面积的试验数据以及计算公式为基础,编制了简明实用的泄压面积计算程序—CVA程序。内容不仅包括NFPA68上所列粉尘爆燃泄压面积线解图及其相应计算公式,低强度围筑物泄爆面积设计等内容,而且还对原线解图中的参数进行了内插和外延,对各类公式进行了综合。文中还列出了利用该程序得到的围筑物最大允许压力和所需泄压面积的关系曲线。

关键词：粉尘爆炸泄爆面积计算纺织厂

氢气浓度及泄爆面积对氢气-空气泄爆影响的研究

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氢气浓度及泄爆面积对氢气-空气泄爆影响的研究

作者：唐泽斯福州大学

学位级别：硕士

氢能作为一种清洁高效的二次能源,是化石能源的理想代替品。但氢气最小点火能小、爆炸极限范围宽、燃烧速度快及爆炸压力上升速率快。在氢的生产、储运及使用过程中极易发生爆炸事故,所以氢气以“危险”著称。作为最有效的爆炸防护手段... 详细信息

氢能作为一种清洁高效的二次能源,是化石能源的理想代替品。但氢气最小点火能小、爆炸极限范围宽、燃烧速度快及爆炸压力上升速率快。在氢的生产、储运及使用过程中极易发生爆炸事故,所以氢气以“危险”著称。作为最有效的爆炸防护手段之一,爆炸压力泄放(泄爆)技术现已被广泛采用,其实质是在容器中预先设置薄弱环节,当容器中发生爆炸并达到预设的压力时,打开泄爆口以释放内容物,从而快速降低容器中的压力,保护人员财产安全的一种技术。本文主要以实验以及数值研究两种手段研究氢气浓度及泄爆面积对1m容器内氢气-空气混合气体泄爆的影响规律。实验部分主要由泄爆容器、配气系统、点火装置、高速摄像机以及压力采集系统构成。通过高速摄像机以及压力采集系统收集不同工况下泄爆过程中的内部压力以及火焰的发展过程。数值研究部分使用FLACS软件对实验研究的两种工况进行模拟仿真,对比分析实际数据与预测结果。此外,还基于BP及RBF神经网络,采用收集的包含课题组实验及其他学者实验研究的共124组数据,进行样本学习以及预测内部最大超压,并与实际实验以及传统经验公式计算结果进行对比分析。共得出以下主要结论:(1)泄爆面积对爆炸压力泄放有显著影响。泄爆过程中,容器内部可能出现5个压力峰值,其中四个压力峰值对泄爆面积不敏感,由于泄爆效率降低所形成的P随着泄爆面积的减小,快速增大。内部火焰发展过程中观察到明显的亥姆霍兹振荡以及由其引导的泰勒不稳定现象。当泄爆面积大于0.16 m时,泄爆效率较好,各压力峰值相对稳定,均低于20 k Pa。由亥姆霍兹振荡以及声学振荡主导的压力振荡的较低频率部分对泄爆面积不敏感,高频部分的频率随着泄爆面积的减小增大。随着泄爆面积的减小,外部火焰从火球状逐渐转变为射流火焰状,当泄爆面积减小至0.04 m时,外部射流火焰出现马赫盘现象。(2)改变混合气体浓度工况中发生了明显的外部爆炸现象,并且随着混合气体浓度的上升更加强烈。当混合气体浓度小于等于19%时,各压力峰值较小,均低于20 k Pa,泄爆效果较好;当混合气体浓度大于19%时,由于外部爆炸导致的最大超压明显增大,达到100 k Pa,因此需要一个更大的泄爆面积或其他措施减小泄爆时的内部超压。并且浓度较大时,在压力发展过程中,发现了由于强烈的外部爆炸导致的压力振荡,并且内部火焰出现明显的泰勒不稳定现象。(3)在验证传统经验公式的过程中发现,经过Fankandu等人修改的NFPA68经验公式能较好的预测不同泄爆面积下的内部最大超压;在不同浓度下,Molkov的最佳拟合公式在氢气浓度较低的情况下更加准确,而当量浓度及以上时,其保守拟合公式更加准确。(4)除了对存在猛烈的外部爆炸的富燃氢气泄爆过程表现出较高的吻合度,FLACS不能很好的模拟其他工况泄爆过程中的压力发展形态。但是FLACS对外部火焰的形态模拟较好,并且可以较好地预测不同泄爆面积以及当量及当量浓度以下的内部最大超压,具有一定的工程应用价值。(5)主成分分析法(PCA)对基于BP与RBF神经网络的泄爆最大超压预测起到了负面作用。改进的两类神经网络同时显示保留所有样本特征的情况下,预测性能最佳。改进的BP与RBF神经网络成功迭代了当前样本条件下最佳的拓扑结构以及spread值,且遗传算法(GA)对标准BP神经网络的初始权值阈值有良好的优化效果。基于已确定的参数,改进的BP及RBF神经网络对泄爆过程内部最大超压的预测达到了比以往经验公式更佳的性能。

关键词：泄爆泄爆面积氢气混合气体浓度 FLACS 人工神经网络

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内爆作用下RC框架结构填充墙泄爆面积研究

山西建筑 2022年第19期48卷 1-5页

作者：庞学港李娟刘香刘佳伟内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头014010

为了研究RC框架结构在内爆作用下设置加固泄爆组合墙体合理的泄爆面积。运用ANSYS/LSDYNA有限元软件建立2层3×3跨RC框架结构模型,其中角部和中部房间墙体分别设置3组不同泄爆面积的有限元模型,对其破坏形态和压力时程曲线进行对比分析... 详细信息

为了研究RC框架结构在内爆作用下设置加固泄爆组合墙体合理的泄爆面积。运用ANSYS/LSDYNA有限元软件建立2层3×3跨RC框架结构模型,其中角部和中部房间墙体分别设置3组不同泄爆面积的有限元模型,对其破坏形态和压力时程曲线进行对比分析。结果表明:在40 kg TNT当量下,设置加气混凝土砌块墙体的角部和中部房间,泄爆面积分别占墙体面积的11.3%和11.6%时,结构构件均破坏严重;设置加固泄爆组合墙体面积约为70 m^(2)的角部房间,泄爆面积占墙体面积的63.7%~70.6%时,结构构件破坏较轻,结构整体完好;设置加固泄爆组合墙体面积约为67 m^(2)的中部房间,泄爆面积占墙体面积的33.7%~51.5%时,结构构件未发生破坏,有利于保护建筑结构。

关键词：内爆作用 RC框架结构泄爆面积数值模拟

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粮食粉尘爆炸过程分析及泄爆面积的计算

工业安全与环保 2008年第3期34卷 33-35页

作者：李恩科唐山市环境监测中心站河北唐山063000

分析了粮食粉尘在密闭设备中的爆炸发展过程,引用了等温爆炸模型假设、燃烧产物质量变化速率、压力上升速率的概念及公式,在此基础上对泄爆面积的计算理论和方法进行了分析和归纳,利用爆炸指数K_(st)值诺谟图公式法和粉尘爆炸等级S_t诺... 详细信息

分析了粮食粉尘在密闭设备中的爆炸发展过程,引用了等温爆炸模型假设、燃烧产物质量变化速率、压力上升速率的概念及公式,在此基础上对泄爆面积的计算理论和方法进行了分析和归纳,利用爆炸指数K_(st)值诺谟图公式法和粉尘爆炸等级S_t诺谟图公式法对进口加拿大小麦在定容设备、斗式提升机及袋式除尘器储存输送过程中的泄爆面积进行了计算。

关键词：粮食粉尘爆炸过程泄爆面积

受限空间侧向双口泄爆对甲烷爆炸特性的影响研究

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矿山工程 2024年第2期12卷 287-298页

作者：刘力文杨杰何国钦龙均重庆科技大学安全工程学院重庆

为了减小受限空间燃气泄漏爆炸带来的风险和损失,利用自主搭建的小尺寸实验平台,研究泄爆面积及位置对甲烷爆炸特性的影响。结果表明:火焰锋面到达舱室末端的时间随着泄爆口与点火源之间距离的增加而缩短;当泄爆口开设在舱室上游1、2位... 详细信息

为了减小受限空间燃气泄漏爆炸带来的风险和损失,利用自主搭建的小尺寸实验平台,研究泄爆面积及位置对甲烷爆炸特性的影响。结果表明:火焰锋面到达舱室末端的时间随着泄爆口与点火源之间距离的增加而缩短;当泄爆口开设在舱室上游1、2位置时,随着泄爆口面积的增大,火焰锋面到达舱室末端的时间缩短,火焰传播速度降低至10.59 m/s,空间内最大爆炸压力持续升高,且超压峰值最小值出现在泄爆口尺寸40 mm × 40 mm处,为8.92 kPa;当泄爆口开设在舱室下游3、4位置时,随着泄爆口面积的增大,火焰锋面到达舱室末端的时间延长,最大火焰传播速度可达到24.39 m/s,空间内最大爆炸压力先降低后升高,且超压峰值最小值上升至12.6 kPa,出现在泄爆口尺寸60 mm × 60 mm处。若对受限空间侧壁采用双口泄爆,增加泄爆面积并不能使受限空间内的最大爆炸压力降低;泄爆位置距离点火源越近,泄爆效果越好。

关键词：受限空间甲烷/空气预混气体侧向双口泄爆泄爆面积泄爆位置爆炸特性

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方形容器爆燃泄放过程中的压力特性实验研究

兵工学报 2017年第4期38卷 722-727页

作者：赵天辉高康华王明洋李斌孙松郭强解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 南京理工大学化工学院江苏南京210094

对乙烯-空气预混气体在一端开口的方形容器内泄爆过程进行了实验研究,分析了泄爆面积、泄爆压力和气体浓度对泄爆过程中压力发展和分布特性的影响,结合容器内压力峰值的变化对现有经验公式进行了讨论。结果表明:小面积泄爆时容器内压力... 详细信息

对乙烯-空气预混气体在一端开口的方形容器内泄爆过程进行了实验研究,分析了泄爆面积、泄爆压力和气体浓度对泄爆过程中压力发展和分布特性的影响,结合容器内压力峰值的变化对现有经验公式进行了讨论。结果表明:小面积泄爆时容器内压力出现明显的双峰值现象,且气体浓度主要影响第2个峰值的大小;大面积泄爆时气体浓度对压力峰值影响较小;泄爆面积较小且容器内预混气体接近最佳浓度时方形容器内压力分布梯度明显,远离最佳浓度或泄爆面积较大时容器内压力分布均匀;经验公式计算值与实验值之间的误差随工况变化很大。研究结论为方形容器和建筑物泄爆安全设计提供参考。

关键词：爆炸力学爆燃泄放泄爆面积压力分布气体浓度