兩相臨界流泄漏模型及其應(yīng)用研究.pdf

1、過(guò)程工業(yè)中的許多壓力容器和管道,充裝或運(yùn)輸?shù)氖歉邏阂夯瘹怏w.這些壓力容器或管道一旦形成破口而導(dǎo)致介質(zhì)泄漏,極有可能發(fā)生兩相臨界流動(dòng)現(xiàn)象.泄漏事故的發(fā)生可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故而導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷害及環(huán)境生態(tài)破壞.開(kāi)展事故泄漏模型研究,可以描述事故泄漏發(fā)生發(fā)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程,提供介質(zhì)的泄漏率、總泄漏量等許多有用的定量化信息.對(duì)事故后果及嚴(yán)重度進(jìn)行事前分析,對(duì)于新工藝、新裝備設(shè)計(jì)的評(píng)估、現(xiàn)有工藝過(guò)程的改造及過(guò)程系統(tǒng)的安全性

2、評(píng)價(jià)具有指導(dǎo)意義.在過(guò)去的40多年里,兩相臨界流作為兩相流的一個(gè)分支學(xué)科,已開(kāi)始了許多理論和實(shí)驗(yàn)研究.但對(duì)于兩相臨界流動(dòng)的理論計(jì)算,至今尚沒(méi)有滿意的通用公式.兩相流動(dòng)的臨界現(xiàn)象之所以復(fù)雜,在于介質(zhì)的不平衡性、不均勻性以及熱力學(xué)性質(zhì)的不連續(xù)性.目前研究結(jié)果未能取得一致,也正是由于在這些問(wèn)題的處理上存在著分歧.兩相臨界流泄漏模型及其應(yīng)用研究,為國(guó)家自然科學(xué)重點(diǎn)基金項(xiàng)目《典型化工過(guò)程災(zāi)害性事故預(yù)測(cè)與防治技術(shù)基礎(chǔ)研究》(編號(hào):29936110)

3、研究?jī)?nèi)容之一.該課題主要開(kāi)展兩相臨界流泄漏模型研究,并嘗試將研究成果應(yīng)用于壓力容器與管道的先漏后爆(LBB)分析中介質(zhì)通過(guò)穿透裂紋的兩相臨界泄漏率的計(jì)算.該文在Fauske模型的基礎(chǔ)上,引入Levy空泡份額計(jì)算式,建立了兩相臨界流泄漏模型,得到了兩相臨界流泄漏模式下的質(zhì)量泄放速率計(jì)算式,同時(shí)編程實(shí)現(xiàn)了解析計(jì)算,并通過(guò)在研制的氣液兩相臨界流試驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了該文所建立的模型的合理性;嘗試將建立的兩相臨界流泄漏模型應(yīng)用于壓力容器與管

4、道的LBB分析中介質(zhì)通過(guò)穿透裂紋的兩相臨界泄漏率的計(jì)算,得到了一種介質(zhì)通過(guò)穿透裂紋兩相臨界泄漏率計(jì)算的新方法;利用Visual Basic程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了兩相臨界流泄漏分析的可視化軟件,軟件可以用來(lái)計(jì)算氣液兩相的臨界泄放流量和介質(zhì)通過(guò)穿透裂紋的兩相臨界泄漏率,同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)水和水蒸汽在多種狀態(tài)下的熱力性質(zhì)的查詢(xún).依據(jù)這些研究工作可以較好地解決兩相臨界流泄漏模式下質(zhì)量泄放速率的計(jì)算,這對(duì)于過(guò)程工業(yè)裝置中易燃、易爆、有毒、強(qiáng)腐蝕等介質(zhì)的泄