【摘 要】
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近年来,粉尘爆炸、气体爆炸事故频发,事故一旦发生,便要采取有效措施降低事故后果。泄爆是其中一种方式,爆炸发生后,通过泄爆孔、泄爆管等装置,使得爆炸超压通过泄爆装置扩散至大气中。本文以甲烷气体爆炸为基础,基于Ansys-fluent,以实现不同泄爆装置对于预混静止态和流动态的气体爆炸的泄爆性能数值模拟研究。由于工程上所关心的泄爆问题是实施泄爆后压力随时间变化,所以本文依照泄压时间长短定义泄压效率,即
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近年来,粉尘爆炸、气体爆炸事故频发,事故一旦发生,便要采取有效措施降低事故后果。泄爆是其中一种方式,爆炸发生后,通过泄爆孔、泄爆管等装置,使得爆炸超压通过泄爆装置扩散至大气中。本文以甲烷气体爆炸为基础,基于Ansys-fluent,以实现不同泄爆装置对于预混静止态和流动态的气体爆炸的泄爆性能数值模拟研究。由于工程上所关心的泄爆问题是实施泄爆后压力随时间变化,所以本文依照泄压时间长短定义泄压效率,即泄压时间短,则泄压效率高。论文主要工作如下:对于预混均匀的静止气体爆炸,在唯一变量条件下:（1）研究了不同强度泄爆片的泄压效率。对于0MPa（无泄爆片）、0.2MPa、0.3MPa的三种强度泄爆片,随着泄爆片强度的增加,泄爆效率越高;（2）研究了0.3MPa强度泄爆片下,10mm、20mm、40mm不同口径的泄爆孔的泄压效率。结果表明,泄爆孔口径越大,泄压效率越高;（3）研究了0.3MPa强度泄爆片、40mm泄爆口径下,200mm、300mm、400mm三种不同长度的泄爆管泄爆效率。结果表明对于本文中的模型,泄爆管长度的改变对于泄爆效率无影响;（4）研究了0.3MPa强度泄爆片、40mm泄爆口径下,变径式管、直管以及无管四种不同的泄爆结构的泄爆效率。结果表明,泄爆效率由高到低排名依次为:直管、变径管、无管。对于流动状态的气体爆炸,在唯一变量条件下:（1）研究了0MPa（无泄爆片）、0.2MPa、0.3MPa三种不同强度的泄爆片的泄爆效率,结果表明0.2MPa和0.3MPa的泄爆片会产生更大的爆炸超压;（2）研究了0MPa（无泄爆片）泄爆强度下,200mm、300mm、400mm三种不同长度的泄爆管的泄爆效率。结果表明,三种长度的泄爆管均会产生更大的爆炸超压,随着泄爆管长度的增加,爆炸超压越大。基于本文的数值模拟研究,为实际工程泄爆提供依据。在不同的工况下,应选择不同的泄爆装置。静止状态下的气体爆炸,应选择有一定强度的泄爆片、口径大的泄爆结构。流动状态下的气体爆炸,应选择低强度泄爆片、短的泄爆管。
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