可喷射水幕的水马装置设计及数值模拟研究
发布时间：2021-11-12 15:46
面对危化品道路运输泄漏事故往往无法快速高效地对事故进行应急处置的难题,设计一种可以喷射水幕的水马装置,利用水马的便利性以及水幕良好的空气卷吸作用、动量传递以及传热作用,在泄漏事故发生后可以及时对泄漏气云进行阻隔稀释,防止事故扩大,减少事故损失。本文以一种可以喷射水幕的水马装置为研究对象,通过设计、数值模拟、案例分析的方法对装置进行了研究,主要内容包括装置的结构设计、参数设计、性能研究以及应用效果研究。具体研究内容如下:（1）可喷射水幕的水马装置设计。介绍了可喷射水幕的水马装置的设计基础及要求,对装置的组成结构以及主要部件进行了具体分析,阐述了水马装置的工作原理,并确定了水马装置的基本参数。（2）水马装置参数优化。通过数值模拟结果与Rana实验结果对比分析,平均相对误差低于3%,验证了数值模型可靠性良好。利用计算流体力学（CFD）模型研究了扇形水幕和锥形水幕条件下的气云扩散特性,分析了不同供水压力、喷嘴安装角度等参数对水幕稀释性能的影响。研究表明:水幕可以有效抑制气云扩散;在相同供水压力下,扇形水幕的阻隔稀释效果优于锥形水幕;稀释效率随供水压力的增大而增大,供水压力设定在0.3MPa时比...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
013—2019年危险化学品事故板块统计
华南理工大学硕士学位论文22014年3月1日，在山西省晋城市泽州县晋济高速公路山西晋城段岩后隧道内，两列运载甲醇的铰接列车尾部相撞。前车泄漏的甲醇着火燃烧，隧道内其余2辆危化品运输车和31辆运煤车被点燃引爆，造成40人死亡，12人受伤，42人烧伤，直接经济损失8197万元[5]。李娜等[6]基于中国化学品安全网和中国化学品安全协会公布的信息，对我国2013-2019的危险化学品事故进行了统计分析，其中事故发生板块统计结果如图1-1所示，统计结果表明交通运输板块发生1797起事故，占比35.02%，仅次于储存运输板块，高居第二位。图1-12013—2019年危险化学品事故板块统计曹鹏波对我国2010-2012年的492起危化品道路运输事故案例进行统计与分析，其中事故后果类别统计如图1-2所示，结果表明危化品道路运输事故类别中，泄漏事故的起数占了绝大多数，占比为81%[7]。图1-22010-2012危化品道路运输事故后果类别统计
华南理工大学硕士学位论文4独立的应急体系，没有形成联动处理机制，缺乏同其他部门的协作，在实际事故处置过程中则会影响救援效率。因此能够快速对泄漏物质进行处置是降低事故危害程度的关键一环。水幕作为一种清洁、高效、安全的阻隔气体扩散方法，早在上个世纪末就得到了研究者的高度关注，近十年来在许多储罐泄漏事故的应急处置中得到广泛应用[8]。稀释作用和阻隔作用是水幕抑制泄漏气体扩散的两种主要方式，水幕可以安全、高效、便捷地抑制有毒气体向敏感地带扩散，避免发生二次连锁反应，有效地降低事故灾害程度。水马围挡是一种常见道路交通设施，用于阻拦或者分割道路，主要起到阻拦的作用和提醒警示的作用，可以通过注水孔向腔体内充水，以增加水马自身重量。因此结合水幕的优点以水马为基础设计一种可以喷射水幕的水马装置，在发生危化品（本文特指遇水不发生反应，即可以用水处置的危化品）泄漏事故时可以直接利用水马对事故进行预处理，防止事故扩大，减少事故损失。1.2气体自然扩散研究进展图1-3气体自然扩散研究现状早在上世纪七十年代，欧美等发达国家就开始了气体自然扩散相关研究，后来随着危险化学品泄漏事故数量的不断增加，越来越多的学者开始关注危化品安全，对气体扩散的研究逐渐开始多了起来[9-14]。到了上世纪90年代，随着国内化工行业的发展，国内
【参考文献】：
期刊论文
[1]2013～2019年我国危险化学品统计分析[J]. 李娜,陈建宏. 应用化工. 2020(05)
[2]化工厂火灾-泄漏耦合作用下氯气扩散的数值模拟[J]. 马力,何松,牛奕,李乾,张英,陈先锋. 安全与环境工程. 2019(05)
[3]2013-2017年我国危险化学品运输事故统计分析及预防对策[J]. 罗丹,廖婵娟,余欣柔. 中国公共安全(学术版). 2019(01)
[4]地下综合管廊燃气泄漏数值模拟研究[J]. 王玉琪,戚承志,屈小磊,陈小奔. 消防科学与技术. 2018(10)
[5]液化天然气储罐安全防护技术的研究进展[J]. 张淑淑,邢志祥,钱辉,张健. 安全与环境工程. 2018(02)
[6]危化品道路运输事故应急救援问题研究[J]. 吕华. 人民交通. 2018(02)
[7]采用ALOHA软件对甲醇储罐泄漏扩散范围影响因素的敏感性分析[J]. 葛安然,何中其. 安全与环境工程. 2017(06)
[8]危化品储运火灾爆炸事故多因素耦合动力学关系[J]. 陈伟珂,张欣. 中国安全科学学报. 2017(06)
[9]基于数值模拟的扇形水幕阻挡稀释氯气扩散的影响因素研究[J]. 张娟,蒋为波,潘旭海. 安全与环境学报. 2017(01)
[10]危化品物流业的特性及消防管理措施[J]. 范斌,叶姗. 消防技术与产品信息. 2017(01)
博士论文
[1]水幕稀释氨气泄漏扩散机理研究[D]. 程潮.天津大学 2015
[2]膜结构风荷载的数值模拟研究[D]. 殷惠君.同济大学 2006
硕士论文
[1]危险化学品公路运输事故情景构建与应急管理研究[D]. 曹鹏波.西安建筑科技大学 2018
[2]锥形水幕抑制罐区LNG气云扩散研究[D]. 翁浩铭.中国石油大学(华东) 2017
[3]液氨泄漏扩散数值模拟及疏散研究[D]. 张俊飞.天津理工大学 2017
[4]危化品道路运输事故应急救援问题研究[D]. 陈涵.首都经济贸易大学 2015
[5]道路运输气体类危化品泄漏扩散及警戒范围模型研究[D]. 吕德超.北京交通大学 2013
[6]厂区燃气等危险性气体泄漏扩散的模拟研究[D]. 肖淑衡.广州大学 2006
本文编号：3491221
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
013—2019年危险化学品事故板块统计
华南理工大学硕士学位论文22014年3月1日，在山西省晋城市泽州县晋济高速公路山西晋城段岩后隧道内，两列运载甲醇的铰接列车尾部相撞。前车泄漏的甲醇着火燃烧，隧道内其余2辆危化品运输车和31辆运煤车被点燃引爆，造成40人死亡，12人受伤，42人烧伤，直接经济损失8197万元[5]。李娜等[6]基于中国化学品安全网和中国化学品安全协会公布的信息，对我国2013-2019的危险化学品事故进行了统计分析，其中事故发生板块统计结果如图1-1所示，统计结果表明交通运输板块发生1797起事故，占比35.02%，仅次于储存运输板块，高居第二位。图1-12013—2019年危险化学品事故板块统计曹鹏波对我国2010-2012年的492起危化品道路运输事故案例进行统计与分析，其中事故后果类别统计如图1-2所示，结果表明危化品道路运输事故类别中，泄漏事故的起数占了绝大多数，占比为81%[7]。图1-22010-2012危化品道路运输事故后果类别统计
华南理工大学硕士学位论文4独立的应急体系，没有形成联动处理机制，缺乏同其他部门的协作，在实际事故处置过程中则会影响救援效率。因此能够快速对泄漏物质进行处置是降低事故危害程度的关键一环。水幕作为一种清洁、高效、安全的阻隔气体扩散方法，早在上个世纪末就得到了研究者的高度关注，近十年来在许多储罐泄漏事故的应急处置中得到广泛应用[8]。稀释作用和阻隔作用是水幕抑制泄漏气体扩散的两种主要方式，水幕可以安全、高效、便捷地抑制有毒气体向敏感地带扩散，避免发生二次连锁反应，有效地降低事故灾害程度。水马围挡是一种常见道路交通设施，用于阻拦或者分割道路，主要起到阻拦的作用和提醒警示的作用，可以通过注水孔向腔体内充水，以增加水马自身重量。因此结合水幕的优点以水马为基础设计一种可以喷射水幕的水马装置，在发生危化品（本文特指遇水不发生反应，即可以用水处置的危化品）泄漏事故时可以直接利用水马对事故进行预处理，防止事故扩大，减少事故损失。1.2气体自然扩散研究进展图1-3气体自然扩散研究现状早在上世纪七十年代，欧美等发达国家就开始了气体自然扩散相关研究，后来随着危险化学品泄漏事故数量的不断增加，越来越多的学者开始关注危化品安全，对气体扩散的研究逐渐开始多了起来[9-14]。到了上世纪90年代，随着国内化工行业的发展，国内
【参考文献】：
期刊论文
[1]2013～2019年我国危险化学品统计分析[J]. 李娜,陈建宏. 应用化工. 2020(05)
[2]化工厂火灾-泄漏耦合作用下氯气扩散的数值模拟[J]. 马力,何松,牛奕,李乾,张英,陈先锋. 安全与环境工程. 2019(05)
[3]2013-2017年我国危险化学品运输事故统计分析及预防对策[J]. 罗丹,廖婵娟,余欣柔. 中国公共安全(学术版). 2019(01)
[4]地下综合管廊燃气泄漏数值模拟研究[J]. 王玉琪,戚承志,屈小磊,陈小奔. 消防科学与技术. 2018(10)
[5]液化天然气储罐安全防护技术的研究进展[J]. 张淑淑,邢志祥,钱辉,张健. 安全与环境工程. 2018(02)
[6]危化品道路运输事故应急救援问题研究[J]. 吕华. 人民交通. 2018(02)
[7]采用ALOHA软件对甲醇储罐泄漏扩散范围影响因素的敏感性分析[J]. 葛安然,何中其. 安全与环境工程. 2017(06)
[8]危化品储运火灾爆炸事故多因素耦合动力学关系[J]. 陈伟珂,张欣. 中国安全科学学报. 2017(06)
[9]基于数值模拟的扇形水幕阻挡稀释氯气扩散的影响因素研究[J]. 张娟,蒋为波,潘旭海. 安全与环境学报. 2017(01)
[10]危化品物流业的特性及消防管理措施[J]. 范斌,叶姗. 消防技术与产品信息. 2017(01)
博士论文
[1]水幕稀释氨气泄漏扩散机理研究[D]. 程潮.天津大学 2015
[2]膜结构风荷载的数值模拟研究[D]. 殷惠君.同济大学 2006
硕士论文
[1]危险化学品公路运输事故情景构建与应急管理研究[D]. 曹鹏波.西安建筑科技大学 2018
[2]锥形水幕抑制罐区LNG气云扩散研究[D]. 翁浩铭.中国石油大学(华东) 2017
[3]液氨泄漏扩散数值模拟及疏散研究[D]. 张俊飞.天津理工大学 2017
[4]危化品道路运输事故应急救援问题研究[D]. 陈涵.首都经济贸易大学 2015
[5]道路运输气体类危化品泄漏扩散及警戒范围模型研究[D]. 吕德超.北京交通大学 2013
[6]厂区燃气等危险性气体泄漏扩散的模拟研究[D]. 肖淑衡.广州大学 2006
本文编号：3491221
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