非开放空间液氨泄漏扩散规律及综合应急措施研究

发布时间：2017-10-31 22:13

  本文关键词：非开放空间液氨泄漏扩散规律及综合应急措施研究

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【摘要】：液氨作为制冷剂和化工原料在化工行业得到了广泛应用,液氨发生泄漏后由于氨气的扩散极易引发火灾、爆炸、人员中毒等事故发生,对现场人员和财产构成严重威胁。很多的液氨储罐(槽)是布置在室内等非开放空间,氨气极易在空间内聚集达到很高的浓度,若没有及时应急处置可能造成比室外液氨泄漏事故更大的损失,因此研究非开放空间液氨泄漏事故扩散规律及有效的应急措施具有重要的意义。本文从非开放空间液氨泄漏扩散的特点入手,模拟研究了通风条件下不同的水喷淋系统对氨的浓度场的影响。以某一制冷站为例,运用ICEM软件建模型并划分网格,使用FLUENT软件对通风条件下的液氨泄漏进行模拟,分析随时间变化的氨气泄漏速度、浓度场,进而总结出液氨泄漏后的(氨气)扩散规律;在此基础上建立氨气吸收模型,选取了喷嘴模型,在通风方式下三种局部喷淋及全场喷淋的不同情况,对非开放空间的氨气浓度等进行数值模拟,分析泄漏事故发生后氨气在非开放空间形成的立即威胁生命和健康浓度(IDLH)区域、短时间接触容许浓度(PC-STEL)区域、爆炸区域及低温区域的影响及其随时间变化情况。通过对比实验证明,局部喷淋能有效减缓泄漏后氨气危险区域蔓延及向空间顶板蔓延的趋势,全场喷淋较局部喷淋而言,对于减少工作人员平均呼吸高度IDLH区域面积方面有明显良好的作用,可短时间内将部分区域浓度降低至安全水平,为工作人员的疏散撤离提供了良好的时间及空间条件。
【关键词】：非开放空间 数值模拟 泄漏模型 液氨 喷淋系统
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ113.5;TQ086
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课程研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-14
• 1.2.1 液化气体扩散研究现状13-14
• 1.2.2 液氨泄漏处理的技术14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 1.4 本文研究内容框图15-16
• 第2章 数值模拟理论基础及数值模型建立16-28
• 2.1 计算流体力学的理论基础16-19
• 2.1.1 流体力学和CFD软件16
• 2.1.2 CFD软件的结构16-19
• 2.2 液氨的泄漏模型的选取19-20
• 2.2.1 泄漏场景19
• 2.2.2 泄漏模型及泄漏量19-20
• 2.3 数学模型的建立20-27
• 2.3.1 基本假设20-21
• 2.3.2 扩散模型的控制方程21
• 2.3.3 离散模型的控制方程21-22
• 2.3.4 液相与气相耦合22-23
• 2.3.5 喷嘴雾化模型23-24
• 2.3.6 液滴破碎模型24-25
• 2.3.7 NH3吸收模型25-26
• 2.3.8 湍流模型26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 非开放空间氨泄漏扩散FLUENT模拟28-44
• 3.1 计算空间的确定28-29
• 3.2 非开放空间的数值模拟处理29-30
• 3.2.1 模拟模型的网格划分29-30
• 3.2.2 求解器的选择30
• 3.2.3 组分运输的选择30
• 3.2.4 数值计算的选择30
• 3.3 初始条件的确定30
• 3.4 边界条件的确定30-31
• 3.5 模拟结果分析31-42
• 3.5.1 氨气扩散IDLH区域31-36
• 3.5.2 氨气扩散PC-STEL区域36-37
• 3.5.3 氨气扩散爆炸区域分析37-39
• 3.5.4 氨气扩散温度场分析39-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第4章 喷淋系统对非开放空间流场的影响44-65
• 4.1 喷淋系统相关参数的确定44-45
• 4.1.1 喷嘴工作压力的确定44-45
• 4.1.2 喷头流量及个数的确定45
• 4.1.3 其他相关参数的确定45
• 4.2 局部喷淋对非开放空间流场影响及分析45-57
• 4.2.1 局部喷淋对液氨泄漏IDLH区域的影响47-52
• 4.2.2 局部喷淋对氨气扩散PC-STEL区域的影响52-53
• 4.2.3 局部喷淋对液氨泄漏爆炸区域的影响53-55
• 4.2.4 局部喷淋对液氨泄漏温度流场的影响55-57
• 4.3 全场喷淋对非开放空间流场的影响57-63
• 4.3.1 全场喷淋对液氨泄漏IDLH区域的影响57-60
• 4.3.2 全场喷淋对液氨泄漏PC-STEL区域的影响60-61
• 4.3.3 全场喷淋对液氨泄漏爆炸区域的影响61-62
• 4.3.4 全场喷淋对液氨泄漏温度场的影响62-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第5章 非开放空间液氨泄漏事故的综合应急措施研究65-69
• 5.1 液氨泄漏防范措施65-66
• 5.2 液氨泄漏应急措施66-68
• 5.3 本章小结68-69
• 结论与展望69-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文74

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6 侯晨雪;非开放空间液氨泄漏扩散规律及综合应急措施研究[D];沈阳航空航天大学;2016年

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本文编号：1123988