火灾环境下长管拖车气瓶热响应规律及安全性研究
发布时间：2021-01-09 17:21
长管拖车在运输过程中可能存在轮胎失火风险。火灾环境下,由于轮胎尺寸较小,气瓶安全泄放装置可能因为受热不足而无法及时动作。。与此同时,局部高温导致气瓶材料力学性能退化,气瓶可能在安全泄放装置开启前爆破,存在巨大的安全隐患。基于此,本文开展了大容积钢制无缝气瓶局部火烧实验及数值研究,通过将实验结果和仿真结果作对比,验证数值模型的合理性,并在此基础上通过数值模拟方法研究轮胎火灾环境下长管拖车气瓶及气体介质的热响应规律并对气瓶进行安全性评定。本文的主要研究内容和结论如下:（1）开展大容积钢制无缝气瓶局部火烧实验及仿真研究,获得火灾情况下气瓶及气体介质的热响应规律,并验证数值模型的合理性。结果表明仿真结果与实验结果比较吻合,建立的数值模型能较准确地还原气瓶火烧过程。（2）开展轮胎火灾环境下CNG长管拖车气瓶及气体热响应规律研究,探究起火轮胎数目和充装介质种类对气瓶及气体热响应规律的影响。结果表明轮胎火灾初期高温区域集中在轮胎附近,火灾后期热量以对流和热传导的形式向气瓶及气体的低温部分传递,气瓶和气体温度不断升高;充装介质种类对气瓶和气体的热响应规律影响不大;起火轮胎数量越多,气瓶和气体温度上升越...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１长管拖车结构示意图??
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Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｕｂｅ?ｔｒａｉｌｅｒ?ｂｕｎｄｌｅｄ??ｉｒ＾ｍ??匿歷“?職＊。?觸＿?ｍ?一￣￣一二二??图１＿?３框架式长管拖车??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｕｂｅ?ｔｒａｉｌｅｒ?ｗｉｔｈ?ｆｒａｍｅ??长管拖车气瓶尺寸较大，其长度可达十米以上，一旦气瓶局部受火，由于受热面积??小，爆破片－易熔合金塞串联装置可能因为受热不足而无法及时动作，而安全泄放装置能??否及时开启直接关系到长管拖车运输的安全性。因此，研宄局部火灾，尤其是轮胎火灾??环境下长管拖车气瓶以及气体介质的热响应规律对于火灾事故的预防和救援具有重要??意义。??１．２．３长管拖车气瓶??长管拖车气瓶是长管拖车的关键组成部分，用于充装高压气体介质。长管拖车气瓶??材质通常为４１３０Ｘ，其材料性能与国内的３０ＣｒＭ〇钢相近，因其具有优良的机械性能、??高强度、优异的韧性与塑性以及较好的抗应力腐蚀和抗氢腐蚀能力而被广泛地用于大容??积钢制气瓶的制造，４１３０Ｘ的材料化学成分和机械性能要求分别见表１．１和１．２。??表１．１?４１３０Ｘ钢管化学成分要求??Ｔａｂｌｅ?１．１?Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ?ｆｏｒ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?４１３０Ｘ?ｓｔｅｅｌ?ｔｕｂｅ??元素?Ｃ?Ｍｎ?Ｓｉ?Ｃｒ?Ｍｏ?Ｓ?Ｐ??百分比／％?０．２５－０．３５?０．４０－０．９０?０．
【参考文献】：
期刊论文
[1]长管拖车气瓶火灾分析及局部起火超压泄放试验研究[J]. 赵保頔,张博,胡熙玉,彭韬明,邓贵德,骆辉. 压力容器. 2018(01)
[2]压缩天然气长管拖车结构综述[J]. 蒋骏,丁克勤,魏化中,陶芳泽. 化学工程与装备. 2017(09)
[3]加气站长管拖车爆破片异常起爆事故分析及对策[J]. 周日峰,张健中,喻健良. 安全、健康和环境. 2017(09)
[4]长管拖车用安全泄放装置及其在火灾事故中的作用[J]. 薄柯,程亮,李哲伟,邓贵德,古纯霖. 中国特种设备安全. 2017(08)
[5]长管拖车用大容积环缠绕复合材料气瓶充气及冷却过程温度变化的数值模拟研究[J]. 刘奉宣,邓贵德,梁海峰,吉方,陈彦辉. 玻璃钢/复合材料. 2017(06)
[6]基于极限载荷法的矩形接管结构设计及参数化分析[J]. 古晋斌,宫建国,惠虎. 压力容器. 2017(04)
[7]基于有限元的长管拖车气瓶道路运行研究[J]. 高宏,林树青,李大星,陶芳泽,吴斌. 化学工程与装备. 2016(12)
[8]长管拖车气瓶瓶口修复方法及其安全性分析[J]. 吕亮国,程亮,邓贵德,王明会,武常生,梁海峰. 压力容器. 2016(06)
[9]爆破片与易熔塞组合泄放装置在气瓶上的适用性探讨[J]. 汤俊雄,惠虎. 机械设计与制造. 2015(11)
[10]长管拖车天然气瓶疲劳寿命分析[J]. 于新奇,宋伯龙,张朝,刘庆刚. 河北科技大学学报. 2015(04)
博士论文
[1]碳纤维全缠绕复合材料高压储氢气瓶耐局部火烧性能研究[D]. 欧可升.浙江大学 2014
[2]铝内胆纤维全缠绕高压氢气瓶耐火及抗疲劳性能研究[D]. 别海燕.浙江大学 2011
硕士论文
[1]长管拖车用大容积气瓶充压及冷却过程的数值研究[D]. 刘奉宣.太原理工大学 2017
[2]典型高温熔盐承压设备设计的关键问题研究[D]. 王峰.华东理工大学 2016
[3]长管拖车气瓶瓶口外螺纹磨损数值分析[D]. 吕亮国.太原理工大学 2016
[4]长管拖车中爆破片与易熔塞组合泄放装置适用性研究[D]. 汤俊雄.华东理工大学 2016
[5]长管拖车天然气瓶强度与疲劳寿命分析[D]. 宋伯龙.河北科技大学 2015
[6]长管拖车气瓶口强度数值研究[D]. 李伟.太原理工大学 2014
[7]火灾环境下车用CNG钢瓶热力响应及失效机理研究[D]. 李红英.南昌大学 2012
[8]LPG储罐在火灾环境中热响应的数值模拟[D]. 车威.大连理工大学 2009
本文编号：2967082
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１长管拖车结构示意图??
???ｉｎｉ?ｉｉｉｉｒｉｉｉｉ？Ｍｉｉｊｉ．ｉｎｍｉｉｉｉｉｉｕｍｗ．ｎｉｉｉｎｉｉｉｍｍｉｉｗｎｎｍｉｉｉｕｉ？？？＇ｉｉｉｉ?ｍｕ?ｗｗ＂?广＂??图１．２捆绑式长管拖车图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｕｂｅ?ｔｒａｉｌｅｒ?ｂｕｎｄｌｅｄ??ｉｒ＾ｍ??匿歷“?職＊。?觸＿?ｍ?一￣￣一二二??图１＿?３框架式长管拖车??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｕｂｅ?ｔｒａｉｌｅｒ?ｗｉｔｈ?ｆｒａｍｅ??长管拖车气瓶尺寸较大，其长度可达十米以上，一旦气瓶局部受火，由于受热面积??小，爆破片－易熔合金塞串联装置可能因为受热不足而无法及时动作，而安全泄放装置能??否及时开启直接关系到长管拖车运输的安全性。因此，研宄局部火灾，尤其是轮胎火灾??环境下长管拖车气瓶以及气体介质的热响应规律对于火灾事故的预防和救援具有重要??意义。??１．２．３长管拖车气瓶??长管拖车气瓶是长管拖车的关键组成部分，用于充装高压气体介质。长管拖车气瓶??材质通常为４１３０Ｘ，其材料性能与国内的３０ＣｒＭ〇钢相近，因其具有优良的机械性能、??高强度、优异的韧性与塑性以及较好的抗应力腐蚀和抗氢腐蚀能力而被广泛地用于大容??积钢制气瓶的制造，４１３０Ｘ的材料化学成分和机械性能要求分别见表１．１和１．２。??表１．１?４１３０Ｘ钢管化学成分要求??Ｔａｂｌｅ?１．１?Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ?ｆｏｒ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?４１３０Ｘ?ｓｔｅｅｌ?ｔｕｂｅ??元素?Ｃ?Ｍｎ?Ｓｉ?Ｃｒ?Ｍｏ?Ｓ?Ｐ??百分比／％?０．２５－０．３５?
Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｕｂｅ?ｔｒａｉｌｅｒ?ｂｕｎｄｌｅｄ??ｉｒ＾ｍ??匿歷“?職＊。?觸＿?ｍ?一￣￣一二二??图１＿?３框架式长管拖车??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｕｂｅ?ｔｒａｉｌｅｒ?ｗｉｔｈ?ｆｒａｍｅ??长管拖车气瓶尺寸较大，其长度可达十米以上，一旦气瓶局部受火，由于受热面积??小，爆破片－易熔合金塞串联装置可能因为受热不足而无法及时动作，而安全泄放装置能??否及时开启直接关系到长管拖车运输的安全性。因此，研宄局部火灾，尤其是轮胎火灾??环境下长管拖车气瓶以及气体介质的热响应规律对于火灾事故的预防和救援具有重要??意义。??１．２．３长管拖车气瓶??长管拖车气瓶是长管拖车的关键组成部分，用于充装高压气体介质。长管拖车气瓶??材质通常为４１３０Ｘ，其材料性能与国内的３０ＣｒＭ〇钢相近，因其具有优良的机械性能、??高强度、优异的韧性与塑性以及较好的抗应力腐蚀和抗氢腐蚀能力而被广泛地用于大容??积钢制气瓶的制造，４１３０Ｘ的材料化学成分和机械性能要求分别见表１．１和１．２。??表１．１?４１３０Ｘ钢管化学成分要求??Ｔａｂｌｅ?１．１?Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ?ｆｏｒ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?４１３０Ｘ?ｓｔｅｅｌ?ｔｕｂｅ??元素?Ｃ?Ｍｎ?Ｓｉ?Ｃｒ?Ｍｏ?Ｓ?Ｐ??百分比／％?０．２５－０．３５?０．４０－０．９０?０．
【参考文献】：
期刊论文
[1]长管拖车气瓶火灾分析及局部起火超压泄放试验研究[J]. 赵保頔,张博,胡熙玉,彭韬明,邓贵德,骆辉. 压力容器. 2018(01)
[2]压缩天然气长管拖车结构综述[J]. 蒋骏,丁克勤,魏化中,陶芳泽. 化学工程与装备. 2017(09)
[3]加气站长管拖车爆破片异常起爆事故分析及对策[J]. 周日峰,张健中,喻健良. 安全、健康和环境. 2017(09)
[4]长管拖车用安全泄放装置及其在火灾事故中的作用[J]. 薄柯,程亮,李哲伟,邓贵德,古纯霖. 中国特种设备安全. 2017(08)
[5]长管拖车用大容积环缠绕复合材料气瓶充气及冷却过程温度变化的数值模拟研究[J]. 刘奉宣,邓贵德,梁海峰,吉方,陈彦辉. 玻璃钢/复合材料. 2017(06)
[6]基于极限载荷法的矩形接管结构设计及参数化分析[J]. 古晋斌,宫建国,惠虎. 压力容器. 2017(04)
[7]基于有限元的长管拖车气瓶道路运行研究[J]. 高宏,林树青,李大星,陶芳泽,吴斌. 化学工程与装备. 2016(12)
[8]长管拖车气瓶瓶口修复方法及其安全性分析[J]. 吕亮国,程亮,邓贵德,王明会,武常生,梁海峰. 压力容器. 2016(06)
[9]爆破片与易熔塞组合泄放装置在气瓶上的适用性探讨[J]. 汤俊雄,惠虎. 机械设计与制造. 2015(11)
[10]长管拖车天然气瓶疲劳寿命分析[J]. 于新奇,宋伯龙,张朝,刘庆刚. 河北科技大学学报. 2015(04)
博士论文
[1]碳纤维全缠绕复合材料高压储氢气瓶耐局部火烧性能研究[D]. 欧可升.浙江大学 2014
[2]铝内胆纤维全缠绕高压氢气瓶耐火及抗疲劳性能研究[D]. 别海燕.浙江大学 2011
硕士论文
[1]长管拖车用大容积气瓶充压及冷却过程的数值研究[D]. 刘奉宣.太原理工大学 2017
[2]典型高温熔盐承压设备设计的关键问题研究[D]. 王峰.华东理工大学 2016
[3]长管拖车气瓶瓶口外螺纹磨损数值分析[D]. 吕亮国.太原理工大学 2016
[4]长管拖车中爆破片与易熔塞组合泄放装置适用性研究[D]. 汤俊雄.华东理工大学 2016
[5]长管拖车天然气瓶强度与疲劳寿命分析[D]. 宋伯龙.河北科技大学 2015
[6]长管拖车气瓶口强度数值研究[D]. 李伟.太原理工大学 2014
[7]火灾环境下车用CNG钢瓶热力响应及失效机理研究[D]. 李红英.南昌大学 2012
[8]LPG储罐在火灾环境中热响应的数值模拟[D]. 车威.大连理工大学 2009
本文编号：2967082
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