室内燃气泄漏扩散及燃烧爆炸的数值模拟

发布时间：2017-03-28 13:14

  本文关键词：室内燃气泄漏扩散及燃烧爆炸的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：气体燃料具有高效、经济、清洁的特点，备受人们青睐。然而在室内空间，燃气一旦发生泄漏，不易扩散，容易造成堆积，引发火灾爆炸等危险事故的可能性更大。在一般居民家庭中不具备火灾爆炸等防护用品，，人们的安全知识又相对缺乏，一旦发生事故整个小区都会面临重大的伤害。因此研究燃气泄漏后爆炸危险区域分布规律及发生燃烧爆炸的特性显得尤为重要 本文针对家居厨房可燃性气体意外泄漏事故，简要阐述了近年来室内燃气泄漏扩散研究的基本现状及理论分析。运用CFD数值模拟软件Fluent14.0对燃气在不同影响因素下的泄漏扩散过程进行有效的数值模拟，得到了可燃性气体浓度场的时空分布图，在一定程度上研究分析了室内燃气泄漏扩散的规律及可燃性气体爆炸危险区域的迁移规律。运用TNT当量法对其危险性进行了一定的分析。在此基础上运用AutoReaGas对室内泄漏的燃气进行燃烧爆炸模拟，对爆炸产生的后果进行了简单的危险性分析；与TNT当量法危险性分析结果做了相应的对比，在一定程度上预测了室内燃气泄漏后发生燃烧爆炸事故产生的危害后果。 最后，本文总结了现阶段燃气泄漏扩散的不足之处及未来的发展前景。根据燃气燃烧爆炸的危险性分析，提出了一些建议性的措施，可进一步减小燃烧爆炸事故产生的破坏作用。
【关键词】：燃气 泄漏扩散 燃烧爆炸 数值模拟 危害分析
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU996;X932
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 课题的研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 燃气泄漏扩散的国内外研究现状11-14
• 1.2.2 燃气燃烧爆炸的国内外研究现状14-17
• 1.3 本文研究的内容和方法17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 2 燃气泄漏扩散及燃烧爆炸的基本理论分析19-31
• 2.1 气体燃料的特点和种类19-20
• 2.1.1 气体燃料的特点19
• 2.1.2 气体燃料的种类19-20
• 2.2 室内燃气泄漏扩散的原因及危害分析20-21
• 2.2.1 燃气泄漏扩散的原因20-21
• 2.2.2 室内燃气泄漏扩散的危害21
• 2.3 燃气泄漏扩散过程的理论分析21-23
• 2.3.1 射流理论21-22
• 2.3.2 射流的分类22-23
• 2.4 室内燃气泄漏量的计算23-24
• 2.5 可燃性气体爆炸极限的理论基础24-26
• 2.5.1 可燃性气体爆炸极限的基本概念24
• 2.5.2 可燃性气体爆炸极限的计算24-26
• 2.6 可燃性气体爆炸的理论分析26-30
• 2.6.1 可燃性气体爆炸的基本参数26-28
• 2.6.2 气体燃烧爆炸的模式28-30
• 2.7 本章小结30-31
• 3 室内燃气泄漏扩散在不同影响因素下的数值模拟31-49
• 3.1 Fluent 软件简介31
• 3.1.1 数值模拟方法及步骤31
• 3.2 燃气泄漏扩散的计算模型的建立31-36
• 3.2.1 几何模型的建立31-32
• 3.2.2 物理模型的建立32-35
• 3.2.3 网格划分35-36
• 3.2.4 基本参数及边界、初始条件的设置36
• 3.3 室内燃气泄漏扩散数值模拟及后果分析36-48
• 3.3.1 燃气泄漏量不同时燃气泄漏扩散的模拟36-39
• 3.3.2 燃气自身性质不同39-42
• 3.3.3 风速不同时燃气泄漏扩散的模拟42-44
• 3.3.4 障碍物高度不同时燃气泄漏扩散的模拟44-48
• 3.4 本章小结48-49
• 4 室内燃气泄漏爆炸的危害性分析49-56
• 4.1 TNT 当量法49-52
• 4.1.1 TNT 当量的计算49
• 4.1.2 爆炸冲击波的计算49-50
• 4.1.3 爆炸冲击波对人的伤害作用50-51
• 4.1.4 爆炸冲击波对建筑物的破坏作用51-52
• 4.2 密闭空间天然气泄漏后爆炸危害性分析52-53
• 4.3 密闭空间液化石油气泄漏后爆炸危害性分析53-54
• 4.4 窗户开启时天然气泄漏后爆炸危害性分析54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 5 燃气燃烧爆炸的数值模拟56-67
• 5.1 AutoReaGas 软件介绍及可行性分析56
• 5.2 AutoReaGas 模拟气体爆炸的步骤56-57
• 5.3 基本假设57
• 5.4 基本控制方程57-58
• 5.5 模型的建立和基本参数的设计58-65
• 5.5.1 模型的建立58
• 5.5.2 室内密闭空间天然气爆炸的数值模拟58-60
• 5.5.3 室内密闭空间液化石油气燃烧爆炸的数值模拟60-63
• 5.5.4 窗户开启状态下天然气爆炸的数值模拟63-65
• 5.6 预防措施65-66
• 5.7 本章小结66-67
• 6 结论与展望67-71
• 6.1 本文结论67-68
• 6.2 展望68-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士期间发表论文75-76
• 致谢76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐胜利,岳鹏涛,彭金华;多爆源云雾爆炸波相互作用的三维数值研究[J];爆炸与冲击;2000年01期

2 杨宏伟,范宝春,李鸿志;障碍物和管壁导致火焰加速的三维数值模拟[J];爆炸与冲击;2001年04期

3 张亚军,张梦萍,徐胜利,张鹏;爆炸容器内冲击波系演化及壳体响应的数值研究[J];爆炸与冲击;2003年04期

4 T.K.Subramaniam;JosephV.Cangelosi;王先承;初敏;;预测可燃气体中的安全氧浓度[J];低温与特气;1992年02期

5 傅志远,谭迎新;多元可燃性混合气体临界氧浓度的测定[J];工业安全与环保;2004年12期

6 王璋保;高热值气体燃料的开发与应用[J];工业炉;2002年04期

7 丁锁根;化工容器中支链反应爆炸和终止实验特性分析[J];化工学报;1999年03期

8 梁春利;李芳;;管道内可燃气体爆炸研究进展[J];化工装备技术;2006年02期

9 胡耀元,杨元法,李 勇,朱凯汉,周邦智;H_2,CH_4,CO多元爆炸性混合气体的爆炸极限及其容器因素[J];中国科学(B辑 化学);2002年01期

10 刘君,刘瑞朝,贾忠湖,刘伟;爆炸波与物体干扰流场的数值模拟[J];空气动力学学报;2000年01期

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本文编号：272340