随着我国工业的快速发展,液化石油气被广泛的应用于各个领域中,因而针对液化石油气的安全运输成为了一种不可或缺的市场需求。近些年,在液化石油气铁路运量增长的同时,其安全事故也呈现出高发势态,这就给人民群众的生产生活造成了一定损失。通过对液化石油气铁路罐车安全的研究,为找出事故重点安全隐患、灾害紧急预案等提供了理论依据。本文研究内容主要包括以下几个方面:第一,概述了国内外液化石油气铁路运输安全研究的成果和内容,列举了近些年发生的铁路液化石油气典型事故,得到在运输时频发的事故主要是泄漏、火灾和爆炸。通过FTA方法对导致LPG罐车发生事故的安全因素做出分析,计算出各个因素的结构重要度,然后把温度和充装量作为主要影响因素进行研究。第二,在前面的理论基础上,建立了LPG罐车处于高温环境中的物理模型和数学模型,分别用传热、湍流和多相流模型来描述各种传热过程、罐内的介质流动和气液相之间的变化情况,并且把罐体外壁与周围环境之间的对流辐射、罐体内壁与罐内介质以及介质之间的对流作为边界条件计算。第三,采用ANSYS软件对处于高温环境中的LPG罐车温度场和流场进行二维数值模拟,在加载边界条件的过程中不断改变初始高温环境和充装量,并对数值模拟结果进行分析,得到充装量和不同高温对罐体壁温度、罐内介质(气相和液相)温度以及罐内压力的影响规律,进而对LPG运输的安全提出建议。模拟结果表明,当LPG罐车处于高温环境中时,罐内介质液相区和气相区都有明显的热分层,而且气相区温度明显高于液相区温度,罐体壁最高温度是在气相区顶部。罐体壁和罐内介质温度随着初始温度的升高而增大,其温度在越来越短的时间内达到液化石油气的过热极限,罐体越来越危险。罐内介质随着温度的升高大幅度膨胀,罐内压力也随之增大,初始温度为500℃时温度和压力最大,100℃时温度和压力最小。罐体内介质温度变化速率随着充装量的增大而减小,当充装量为90%时温度变化速率最小,50%时温度变化速率最大。罐内压力的上升速度随着充装量的增大而增加,当充装量为90%时压力增加速率最大,50%时压力增加速率最小。