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2010年11月11日

【期刊论文】管道内可燃气体爆燃的一维数值模拟*

毕明树, 尹旺华, 丁信伟, 王淑兰

天然气工业,2003,23(4):89~92,-0001,():

摘要

密闭空间可燃气体爆炸一直是化工、石油、矿业、冶金等行业的重大灾害之一。由于可燃性气体燃料与空气混合物爆源具有能量密度小、爆源体积大、能量释放时间长等特点,所以点源强爆炸近似不再成立。文章从流体力学和化学反应动力学守恒方程出发,对管道内可燃气体爆燃进行了数值模拟,获得了不同时刻爆燃的压力场、温度场、密度场,讨论了可燃气体活性、组分以及管道长度对爆燃压力和压力上升速率的影响,为工程上防爆、抑爆、泄爆提供了理论基础和数据。

关键词: 管道, 密闭系统, 可燃气, 爆炸, 数值模拟

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2010年11月11日

【期刊论文】燃料浓度对可燃气云爆炸影响的实验研究与数值模拟

毕明树, 杨国刚, 丁信伟, AbulitiAbudula

石油学报,2004,20(5):53~58,-0001,():

摘要

以0.02mm厚度的聚乙烯薄膜为约束物,进行了半径0.5m的半球形乙炔/空气气云爆炸实验。结果表明,在100mJ 弱点火条件下,乙炔的爆炸界限(乙炔的质量分数)由1.5%~82.2%缩小到5.3%~17.8%,乙炔的最危险质量分数为13.3%。建立了描述可燃气云爆炸的数学模型,并采用SIMPLE 算法对模型进行求解,得到了不同燃料质量分数的爆炸超压分布。计算结果与实验值相比较,最大相对偏差为10.11%。对甲烷/空气、乙烯/空气、乙炔/空气等气云爆炸威力进行了预测,当处于最危险质量分数时,大体积的3种气云爆炸均可造成建筑物的损坏,而随着质量分数偏离最危险质量分数,破坏能力随之降低。

关键词: 燃料质量分数, 爆炸实验, 数值模拟

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2010年11月11日

【期刊论文】环栅条形障碍物对可燃气云爆炸影响的数值模拟与实验研究*

毕明树, 丁信伟, 杨国刚, 李生娟

天然气工业,2004,24(4):81~83,-0001,():

摘要

可燃气体或低沸点可燃液体的事故性泄漏,会引发可燃气云爆炸事故。气体爆炸概率成为厂站、陆地及海上油气钻采平台设计中需要考虑的要素之一。为确保生产安全及对相关人员的有效保护,必须确定现场障碍物对爆炸的加强作用。为此,实验研究了内置半球栅条形障碍物半径、栅条宽度与空隙宽度3个参数对可燃气云爆炸场的影响。基于流体力学控制方程组、PDR 模型和Bakke-Hjertager燃烧模型,通过修改方程源项,考虑障碍物对流动的附加作用及对燃烧速度的影响,建立了可燃气云爆炸的理论模型,并采用SIMPLE算法进行了数值求解。实验结果表明,该类型障碍物对可燃气云爆炸威力有较大的增强作用,最大超压可达无障碍物时的10倍以上。计算结果与实验值相比较,最大相对偏差17.9%,平均相对偏差6.34%。

关键词: 可燃气, 障碍物, 爆炸, 增加, 理论模型, 数值模拟 超压, 实验室试验

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2010年11月11日

【期刊论文】半球形气云爆炸的数值模拟*

毕明树, 丁信伟, 王淑兰, 邵卫

天然气工业,2003,23(4):86~89,-0001,():

摘要

可燃气体在运输、储存、加工和使用过程中,因可燃气体泄漏而形成的气云爆炸事故,常常会造成巨大的人员伤亡和财产损失。研究气云爆炸的特性和威力,可防范事故,减小损失。文中采用有限差分方法编制了求解可燃气云爆炸过程的定解方程的数值模拟程序。方程组中的源项由能量均匀加入法处理,爆炸场中的间断问题通过人工黏性模型处理。经开敞空间乙炔—空气气云爆炸实验结果检验,数值计算结果的偏差在13%以内。计算结果表明,气云半径越大,爆炸最大压力和压力增加速率越大;气云爆热越大,爆炸最大压力和压力增加速率越大。

关键词: 可燃气, 半球形, 气云, 爆炸, 数值模拟 爆炸力

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2010年11月11日

【期刊论文】圆筒形容器内可燃气体爆燃过程的数值模拟*

毕明树, 尹旺华, 丁信伟

天然气工业,2004,24(4):94~96,-0001,():

摘要

大型密闭容器内可燃气体爆燃的火焰速度存在着一个加速过程,压力也不是均匀分布的。根据密闭容器内可燃气体爆燃的实际情况,从流体力学和化学反应动力学出发,利用一步不可逆化学反应模型处理能量的加入过程,通过高精度的差分格式和时间分裂方法,对弱点火条件下密闭容器内可燃气体爆燃的压力场、温度场和浓度场进行了数值模拟,并进行了圆筒形容器内可燃气体爆炸实验。结果表明,最大爆炸压力和最大压力上升速率均与初始压力呈正比。最大压力及其上升速率在燃料组分化学计量浓度的1.1倍左右达到最大值。数值模拟计算结果与实验结果比较,其偏差不超过10%。

关键词: 可燃气, 爆炸, 过程, 圆柱体, 容器, 数值模拟 实验室试验

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2010年11月11日

【期刊论文】液化石油气爆燃的数值模拟*

毕明树, 杨国刚, 丁信伟, AbulitiAbudula

天然气工业,2004,24(7):108~110,-0001,():

摘要

液化石油气是一种成分复杂的混合物,这就大大增加了对其爆炸进行数值计算的难度。采用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)方法,对石油气的混合成分进行了简化处理,进而对石油气爆炸进行了数值模拟,建立了描述液化石油气爆燃的理论模型,采用SIMPLE算法对模型进行了求解。计算的超压与实验值相比较,球形容器内最大偏差为9.09%,平均偏差为4.58%;开敞空间情况下,最大偏差9.02%,平均偏差3.92%。还对工业上可能产生的液化石油气可燃气云爆燃威力进行了预测,当气云半径为100m时,最大超压可达48.432kPa。研究表明,大尺寸气云可以产生具有破坏力的超压。

关键词: 液化石油气, 爆炸, 燃烧, 数值模拟 超压, 破坏强度

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2005年02月24日

【期刊论文】管道内可燃气体爆燃的一维数值模拟*

丁信伟, 毕明树, 尹旺华, 王淑兰

天然气工业,2003,23(4):89~92,-0001,():

摘要

密闭空间可燃气体爆炸一直是化工、石油、矿业、冶金等行业的重大灾害之一。由于可燃性气体燃料与空气混合物爆源具有能量密度小、爆源体积大、能量释放时间长等特点,所以点源强爆炸近似不再成立。文章从流体力学和化学反应动力学守恒方程出发,对管道内可燃气体爆燃进行了数值模拟,获得了不同时刻爆燃的压力场、温度场、密度场,讨论了可燃气体活性、组分以及管道长度对爆燃压力和压力上升速率的影响,为工程上防爆、抑爆、泄爆提供了理论基础和数据。

关键词: 管道, 密闭系统, 可燃气, 爆炸, 数值模拟

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