储油罐的喷射机理及其数值模拟研究

发布时间：2023-03-12 17:30

　　近些年来,随着我国经济的飞速发展,石油在人们生活中起到的作用日益增大,而储油罐作为石油产品的重要储存设备,其重要性和地位不可忽视,大量储油罐的使用也使得其安全问题需要深入研究。防火堤是保障储罐区安全的重要屏障,防火堤的设计是否合理以及储罐发生事故喷射油品时能否有效阻挡油品的扩散,将对储罐区的安全起到非常重要的作用。本文采用ANSYS有限元分析软件对储油罐发生泄漏事故时喷射油品的现象做了数值模拟研究,从储罐的喷射孔隙和储罐喷射油品至防火堤两个方面分析储罐发生泄漏事故时喷射油品的机理以及流场特性。本文通过应用数值模拟的研究方法得出储罐孔隙喷射油品时孔隙内的流场特性以及储罐喷射油品至防火堤的流场特证。结果表明油品在喷射孔隙内做匀加速运动,并且加速度的大小与孔隙大小存在关系,孔隙内油品的加速度随着孔径的增大而增大;孔隙内加速度的大小与喷射初速度也存在关系,孔隙内油品的加速度随着喷射初速度的增大而增大。在储罐喷射油品冲击防火堤的研究中,当喷射高度为3、5、7m时,储罐喷射油品将直接冲击到防火堤,喷射高度为9m时,油品喷射的水平距离在防火堤的防护范围之内;随着喷射高度的增加,油品喷射的流速降低,油...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外油罐发展现状特点
        1.2.1 大型化
        1.2.2 沿海化
        1.2.3 罐组化
    1.3 储罐泄漏的相关研究
    1.4 国内外罐区安全防护研究
        1.4.1 国内外防火堤标准对比
        1.4.2 防火堤受冲击研究
    1.5 数值模拟的发展现状
    1.6 研究内容和技术路线
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
    1.7 创新点
    1.8 本章小结
第二章 数学模型的理论体系
    2.1 储罐喷射模型的方程
        2.1.1 连续性方程
        2.1.2 动量守恒方程
        2.1.3 能量守恒方程
        2.1.4 湍流方程
        2.1.5 多相流模型方程
    2.2 控制方程的离散方法
    2.3 确定边界条件和初始条件
    2.4 网格的生成
    2.5 模型的验证
    2.6 本章小结
第三章 储罐喷射孔隙的数值模拟
    3.1 仿真模型的建立
        3.1.1 物理模型的建立
        3.1.2 工艺参数
    3.2 模拟流程
    3.3 数值计算结果分析
        3.3.1 不同速度的计算结果
        3.3.2 不同孔径的计算结果
    3.4 本章小结
第四章 储罐喷射冲击防火堤的数值模拟
    4.1 储罐的有限元模型
        4.1.1 几何模型的建立
        4.1.2 网格的划分
        4.1.3 设定边界条件
        4.1.4 计算条件
        4.1.5 求解
        4.1.6 后处理
    4.2 储罐喷射流场的分析
    4.3 不同喷射孔径的对比分析
    4.4 不同喷射高度的对比分析
    4.5 分析储罐喷射影响防火堤的因素
    4.6 防火堤的优化建议
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3761644