聚脲喷涂超大型LNG储罐抗爆数值模拟

发布时间：2020-03-26 04:02

【摘要】：LNG作为天然气产品的重要组成部分,是世界上发展最快的燃料之一,由于天然气特有的优势特征,在一些领域有着无可比拟的竞争力。长久以来,我国对煤炭的依赖度程度非常高,随着我国对气候问题及能源结构的不断关注和优化,天然气需求量日益增长。目前,国内外对超大容量LNG储罐的抗爆性能方面的研究较少,相关规范文件还不够完善,有必要开展爆炸冲击波作用下LNG储罐的动力响应和防护措施相关领域的研究。因此本文利用有限元软件ANSYS和显式动力有限元程序LS-DYNA对聚脲喷涂20万立方米超大型LNG储罐抗爆能力进行数值模拟。本文采用流固耦合ALE算法分析接触爆炸和非接触爆炸作用聚脲喷涂LNG储罐结构上的动力响应和破坏形态,讨论不同情况下喷涂聚脲弹性体对超大型LNG储罐的防护效果和防护机理。本文主要内容如下:1.根据相关图纸建立20万立方米超大型LNG储罐有限元模型,通过模态分析计算结构的自振周期和频率与相关规范和文献对比,验证LNG储罐建模方法的正确性;建立空气中立方体TNT炸药爆炸的有限元模型,通过数值模拟峰值超压结果与经验公式计算结果进行对比来保证爆炸分析的合理性。2.进行接触爆炸和非接触爆炸作用下聚脲喷涂20万立方米超大型LNG储罐的数值模拟,通过对比有无聚脲防护层LNG储罐的破坏形态,动力响应以及能量变化来讨论和评估喷涂聚脲弹性体对LNG储罐在爆炸冲击荷载作用下的防护效果。3.讨论聚脲厚度,爆炸距离和炸药量各个因素对聚脲喷涂LNG储罐抗爆性能的影响。寻找不同厚度,爆炸距离和炸药量下聚脲喷涂LNG储罐动力响应和能量变化的规律。
【图文】：

2 章 20 万立方米 LNG 储罐有限元建模及验言参照中国石化工程建设公司 20 万立方米液化天然气储罐图 有限元软件建立 20 万立方米 LNG 储罐有限元模型。本文将通LNG 储罐的自振频率和周期，，然后将数值模拟的结果和相关规来验证建模方法的正确性。接下来采用 ALE 方法建立空气药爆炸的有限元模型，通过对比分析数值模拟得到的峰值超压算结来验证本文爆炸数值模拟方法的可靠性。程概况及有限元建模万立方米全容式 LNG 储罐由钢筋混凝土外罐和含 9%镍钢制内间径向距离为 1.2m，两者共同构成一个完整的储罐。LNG 储 所示。

图 2-2 LNG 储罐外罐及钢筋有限元模型11 层不同壁厚的圆筒焊接而成，由下向上板中部厚 6mm，罐底边缘加强圈厚 22mm，.55m。罐内装有-167℃超低温 LNG 液体， 有限元模型。图 2-3 Qg罐和 LNG 有限元模型元类型及材料参数
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE972;TG174.4

【参考文献】

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本文编号：2600920