燃?xì)膺B續(xù)性泄漏擴(kuò)散規(guī)律探究

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1、燃?xì)膺B續(xù)性泄漏擴(kuò)散規(guī)律探究　　【摘要】室內(nèi)泄漏燃?xì)獾臐舛葓龇植际欠蔷鶆蜃兓模?dāng)室內(nèi)泄漏燃?xì)鉂舛戎颠_(dá)到其爆炸極限時，遇到點(diǎn)火源會引發(fā)爆燃甚至爆炸等危險事故。本文對室內(nèi)燃?xì)庑孤U(kuò)散規(guī)律進(jìn)行了簡單研究。【關(guān)鍵詞】燃?xì)膺B續(xù)性泄漏擴(kuò)散規(guī)律中圖分類號：TU996文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：本文分析了室內(nèi)燃?xì)庑孤┖蛿U(kuò)散規(guī)律，可以及時準(zhǔn)確地預(yù)測燃?xì)鈹U(kuò)散危險區(qū)域，對消防人員有效組織搶險救援活動，減少事故損失是非常重要的。一、數(shù)學(xué)模型的假設(shè)條件受限空間內(nèi)的燃?xì)庑孤U(kuò)散過程受到眾多因素的影響，本文對泄漏擴(kuò)散過程進(jìn)行了簡化分析，基本假設(shè)條件如下:(1)泄漏

2、燃?xì)馀c室內(nèi)空氣形成的混合氣體視為理想氣體，滿足理想氣體狀態(tài)方程；(2)室內(nèi)燃?xì)庑孤U(kuò)散可認(rèn)為是多組分氣體相互作用的湍流，泄漏氣體與室內(nèi)介質(zhì)形成的混合性氣體不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；(3)假定為連續(xù)源泄漏，認(rèn)為設(shè)定的泄漏量為定值；(4)不考慮燃?xì)庑孤U(kuò)散中自身的化學(xué)變化過程，把燃?xì)獾男孤U(kuò)散過程視為單純的物理擴(kuò)散過程；7(5)忽略泄漏擴(kuò)散過程中燃?xì)馀c環(huán)境之間的熱量交換，并不考慮溫差射流對泄漏擴(kuò)散過程的影響；(6)在考慮室外風(fēng)速對燃?xì)庑孤U(kuò)散過程的影響時，認(rèn)為風(fēng)口垂直于泄漏空間設(shè)置，氣體流向垂直于通風(fēng)口。二、擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)1、研究對象的選擇本文

3、選取液化石油氣作為研究對象。液化石油氣是開采和煉制石油過程中，作為副產(chǎn)品而獲得的一部分碳?xì)浠衔?。液化石油氣的主要成分是丙?C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10。)和丁烯(C4H8)，行業(yè)上習(xí)慣分別成為C3、C4。這些碳?xì)浠衔镌诔B(tài)下呈氣態(tài)，當(dāng)壓力升高或溫度降低時容易轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。液態(tài)液化石油氣的閃點(diǎn)溫度為77℃—180℃，沸點(diǎn)溫度為0.5℃—47℃，著火溫度為430℃—460℃，相應(yīng)溫度都很低。氣態(tài)液化石油氣的發(fā)熱值約為92100~121400KJ/Nm，液態(tài)液化石油氣的發(fā)熱值約為45200—46100KJfNm3，

4、其燃燒溫度可達(dá)700~2000℃。研究選擇的液化石油氣組分為氫氣4.0%、乙烷0.15%、丙烷11.96%、丙烯3.18%、異丁烷36.23%、正丁烷12.36%、丁烯30.36%、戊烷0.76%，查相關(guān)資料并按照純可燃?xì)怏w混合物爆炸極限計(jì)算方法計(jì)算其爆炸極限體積濃度范圍為1.78%—9.5%。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)思想是:設(shè)計(jì)具有一定通風(fēng)條件的房間模型，在模型一側(cè)設(shè)置一個燃?xì)庑孤┛?，泄漏燃?xì)饨?jīng)泄漏口進(jìn)入房間，房間大部分采用有機(jī)玻璃搭建，以便于觀察室內(nèi)工況。在與泄漏口相對應(yīng)的異側(cè)開啟小孔，以便能穿過濃度采集軟管，從而布置濃度采

5、集測點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)小室的尺寸為長X寬X高=1.3X1.1X2.0m。三、實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟1、實(shí)驗(yàn)方案室內(nèi)燃?xì)夤艿赖妮斔蛪毫τ兄袎汉偷蛪褐?，?dāng)中壓或低壓燃?xì)夤艿腊l(fā)生泄漏時，泄漏壓力較高，泄漏量較大，在泄漏很短的時間房間內(nèi)燃?xì)獾臐舛戎稻蜁_(dá)到較高的水平。而當(dāng)房間內(nèi)發(fā)生微量泄漏時，由于泄漏量較小，房間內(nèi)泄漏燃?xì)獾臐舛戎狄草^小，此時泄漏燃?xì)庠跀U(kuò)散過程中受到的重力和浮力作用比較明顯。出于安全方面考慮，并在充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的前提下，決定選用輸運(yùn)性類似的二氧化碳代替實(shí)際液化石油氣進(jìn)行室內(nèi)燃?xì)庑孤U(kuò)散實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)研究在不同影響因素(泄漏

6、量、泄漏時間、大型通風(fēng)口設(shè)置、通風(fēng)風(fēng)速以及障礙物)下液化石油氣泄漏擴(kuò)散濃度場分布和爆炸極限濃度的分布規(guī)律。2、實(shí)驗(yàn)步驟(1)改造實(shí)驗(yàn)小室7根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案對實(shí)驗(yàn)小室進(jìn)行改造，充分利用小室已開啟的泄漏口、風(fēng)口、測試管通口，封堵好暫時不考慮但已經(jīng)開好的孔洞。(2)校驗(yàn)儀器設(shè)備首先檢查濃度檢測儀器的氣路是否通暢，請專業(yè)人員利用量程氣對儀器設(shè)備進(jìn)行量程校正，并綜合檢查各儀器是否正常運(yùn)行。(3)對實(shí)驗(yàn)小室以及周圍環(huán)境中的溫度、風(fēng)速等進(jìn)行測量，監(jiān)測小室空間與周圍環(huán)境是否存在溫差，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中未考慮溫差射流對燃?xì)庑孤U(kuò)散規(guī)律的影響，需要對小室空間的溫

7、度進(jìn)行控制，保證其與周圍環(huán)境溫度相差無幾。(4)按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備。固定穩(wěn)壓器、流量計(jì)以及壓力計(jì)，檢查氣密性，將氣瓶、穩(wěn)壓器、流量計(jì)、壓力計(jì)以及泄漏口通過軟管連接，并在室內(nèi)布置測點(diǎn)，通過氣體輸送軟管連接到濃度采集裝置。將通風(fēng)裝置連接在通風(fēng)口上，并對接口處進(jìn)行密封，將設(shè)備連接電路。(5)將實(shí)驗(yàn)小室整體進(jìn)行密封處理。(6)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)方案，對所要研究的影響因素進(jìn)行設(shè)定。(7)開啟氣瓶閥門，調(diào)節(jié)出口壓力，并觀察壓力計(jì)顯示壓力值，待壓力、流量穩(wěn)定一段時間后，將泄漏口接入小室內(nèi)，同時計(jì)時開始。7(8)做實(shí)驗(yàn)記錄?？紤]到實(shí)驗(yàn)設(shè)備

8、的響應(yīng)時間，僅同時選取兩個測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，針對某一工況進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行取舍和修正。四、不同影響因素下的結(jié)果對比分析1、泄漏量的影響通過模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比可以得出:當(dāng)泄漏量為儀0.55m3/s時，由于泄漏速率較大，具有明顯的流體射