基于CFD的大型储油罐区池火灾数值模拟

发布时间：2020-12-12 11:14

　　为研究大型储油罐区池火灾温度、热辐射强度、流速、组分等燃烧特性参数在油罐外不同区域的变化规律,以10万m³原油储罐区为研究对象,构建罐区池火灾燃烧数学模型,运用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）技术进行数值模拟研究。结果表明:整个火场温度大致呈锥形分布,火焰温度最高可达1 500 K,纵向来看,底部温度较高,上部温度逐渐降低,径向来看,中心温度较高,周围温度逐渐降低;随着距罐壁以及距罐顶距离的不断增加,热辐射强度均呈现逐渐降低的趋势,最高热辐射强度为132 kW/m²;罐顶上方区域存在火焰卷吸现象,中心位置流速最大,最高可达56 m/s,罐底区域存在火焰贴壁现象;得到燃烧产物（CO和CO₂）的体积分数分布,以CO体积分数为0.001作为判断依据,推断出火焰高度为120 m。研究结果可为今后此类火灾事故的防治提供理论支撑。 

【文章来源】：中国安全生产科学技术. 2020年09期 第133-139页 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

物理模型

由于三维模型网格数量较多,计算时间较长,为减少模拟工作量与计算存储量,将三维模型简化为二维轴对称模型,如图2所示。采用Multizone方法对模型进行网格划分,划分后的网格如图3所示,网格精度为0.1 m,单元数为311 280,网格质量为0.915 67,接近于1,Skewness为0.033 29,接近于0,符合网格划分的要求。图3 划分后的网格

划分后的网格

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于CFD的油罐全液面火灾热辐射分布研究[J]. 李玉,张涛.  消防科学与技术. 2018(01)
[3]火灾环境下邻近油罐的热辐射分布规律模拟[J]. 郭欣,樊建春.  油气储运. 2017(05)
[4]大型原油商业储备油库火灾危险性数值模拟分析[J]. 贠璞.  中国安全生产科学技术. 2013(12)
[5]大型浮顶储罐原油温度场实验测试研究[J]. 李超,刘人玮,李旺,林小飞,饶心,姜海斌,宇波,侯磊,黄启玉,张劲军.  工程热物理学报. 2013(12)
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[7]从大连油库火灾谈大型油(气)罐库区火灾扑救[J]. 张智,魏捍东.  消防科学与技术. 2011(12)
[8]我国石油战略储备问题研究[J]. 朱颖超,张在旭,朱渊超,王翘楚.  油气储运. 2007(09)
[9]着火油罐燃烧特性的理论分析[J]. 杨君涛,魏东,张学魁,赵大林.  工程热物理学报. 2006(01)

硕士论文
[1]石油化工行业典型火灾事故数值模拟研究[D]. 刘美磊.中国石油大学 2011
[2]面向起火点认定的罐区火灾数值分析及实验研究[D]. 刘晖.华南理工大学 2011



本文编号：2912450