過熱液體爆沸過程的實驗研究.pdf

1、液化氣體通常有常溫加壓與低溫液化兩種儲存方式，然而在兩種儲存方式中，容器內(nèi)部液態(tài)介質(zhì)的狀態(tài)相對于外界環(huán)境都處于過熱狀態(tài)。當(dāng)容器本身遭受機械損傷或是火災(zāi)輻射導(dǎo)致超壓時，可能導(dǎo)致過熱液體迅速爆沸，甚至引發(fā)沸騰液體擴展蒸氣爆炸事故。而由于此類事故的發(fā)生頻率與所帶來的嚴(yán)重災(zāi)害，分析其過程的演化機理具有重要的現(xiàn)實意義。而沸騰液體擴展蒸氣爆炸事故的過程本質(zhì)上是在過熱液體在快速泄壓情況下，介質(zhì)經(jīng)歷劇烈的爆炸性沸騰所引發(fā)的，所以分析過熱液體在不同初始環(huán)

2、境下的爆沸規(guī)律在該類事故分析與防治具有深遠(yuǎn)的研究價值。因此，本文開展了如下的研究工作：
　　（1）設(shè)計并搭建了可更換主體裝置的小型實驗平臺，主體裝置采用內(nèi)部加熱的方式模擬介質(zhì)的過熱狀態(tài)，并通過泄壓裝置實現(xiàn)快速泄放過程。在實驗平臺中，可以更換主體裝置模擬不同長徑比的儲存容器，并且裝置可以改變泄放口徑、泄放壓力等初始條件，實現(xiàn)溫度、壓力、介質(zhì)流動情況的監(jiān)測。
　?。?）在實驗平臺的基礎(chǔ)上，以水為實驗介質(zhì)，進(jìn)行了爆沸過程的模擬實驗

3、。通過分析泄放過程中的溫度、壓力響應(yīng)與介質(zhì)的運動情況等基本規(guī)律，對不同壓力反彈模式下的兩相流發(fā)展特征進(jìn)行了分析。提出了三種典型的壓力反彈模式，并從介質(zhì)沸騰引發(fā)的升壓速率與介質(zhì)泄放引發(fā)的降壓速率的角度分析壓力響應(yīng)的成因與其中介質(zhì)的運動過程。
　　（3）此外，通過改變初始條件，對不同容器、初始壓力、泄放口徑、介質(zhì)充裝率下過熱液體的爆沸過程進(jìn)行實驗探究，并對爆沸過程中壓力響應(yīng)強度的衡量參量進(jìn)行了計算分析。結(jié)果表明：隨著容器泄放口徑的增大