化工过程*灾害模拟评价及防灾决策支持系统研究绪论 |
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颁发了《工业活动中重大事故隐患的指示》;1992年国际劳工组织(ilo)第79界会议专门讨论了预防重大工业灾害的问题;在国际劳工组织的支持下,许多国家也相继建立了重大危险源控制系统。最近十年来,国外在理论研究基础上,还开发了不少危险评价软件包,并投入运行,如英国technica公司开发的safeti软件包、荷兰咨询科学家公司开发的save ii软件包等。 2.1 蒸气云*国外研究进展 国外自20世纪60年代就开始了有关的研究工作,90年代,欧洲建立了气云*模型和实验研究工程(modelling and experimental research into gas explosions,简称merge),由荷兰、挪威、英国、德国和法国的七个著名研究机构组成联合体从事这项研究,俄国的国家防火科学研究中心也从事此领域的有关研究工作。有许多文献报道了对蒸气云*进行的相关研究工作,例如j. a. davenport在文献中归纳了国外近几十年来发生的蒸气云*事故案例详细数据。j. h. pickles,s. h. bittleston提出了蒸气云*的火焰速度和*超压的空间三维时间模型。 为了研究蒸气云的*机理,尤其是障碍物和约束边界条件对燃烧转爆轰的影响,国外科研人员进行了大量的实验室研究和野外实验研究。开展的实验研究包括:(1)无约束气云*实验。研究者进行了球形、半球性和圆盘形气云*实验[2],实验直径从40mm到20m。(2)气云内有障碍物时的*实验。研究者以管束、管架和丝网为障碍物进行了一系列气云*实验[3]。(3)气云周围有约束时气云*实验。研究者在气云的周围设置了挡板,使气云只能按一个或两个方向传播[4]。(4)不同可燃气体种类气云*实验。研究者以甲烷-空气、丙烷-空气、乙烯-空气和乙炔-空气为介质进行了气云*实验[5]。其中lind于1975年、lind和whitson于1977年、moen于1982年、winger den和dauwe于1983年、harrison和eyre[30]于1986年进行的实验具有代表性,他们的实验物质为甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丁烯、乙炔、天然气或环氧乙烷与空气形成的等化学当量比混合气体,最大实验混合气体量达到4000立方米。美国的dr. michael c. parnarouskis, lcdr michael w. taylor, dr. c. d. lind, dr. phani p. k. raj, dr. j. m. cece等人为了研究了解液化天然气(lng)泄漏到大气中的后果,于1973年开始蒸气云*的五个阶段多因素条件下实验研究。 在实验研究的同时,还进行了大量的理论研究工作。(1)tnt当量法研究。蒸气云*的系统研究开始于本世纪七十年代,在此之前,人们一直用tnt当量法来估计和预测蒸气云*事故的严重度。由于蒸气云*事故的严重性以及tnt当量法存在的缺点,国外于七十年代较全面地开展了蒸气云*的研究工作。例如:出于安全运输和储存液化天然气的需要,bull和elsworth于1977年、benedick于1979年分别测得了等化学当量比燃料—空气混合物的临界起爆能。其中r. a. strehlow, r. t. luckritz, a. a. adamcyz和s. s. shimpi于1979年提出了球形火焰模型,荷兰应用科学研究院于八十年代初提出了半球形模型。(2)多能模型研究。van den berg, b. j. wiekema, c. j. m. van winger den和g. opschoor于八十年代中期提出的多能法(multi-energy method)是蒸气云*模型的典型代表。(3)自相似理论。为了能在理论上有所突破,kuhl等人对球形气云*进行了简化处理[7]。既不考虑点火的瞬间火焰加速过程,也不考虑火焰熄灭后的压力波衰减过程,而只研究火焰以恒速稳定传播的情况,这样,球形气云的*过程就相当于一个渗透性假想球形活塞的运动过程。自相似理论只能适用于火焰稳定传播的情况,与实际的差距比较大。(4)数值模拟方法。利用气体动力学方程、燃烧方程和湍流方程构成描述气云*过程的方程组,然后通过一系列假设进行简化,使之变成易于求解的形式,再利用有限元法或有限差分法进行求解。例如exsim、flacs、reagas及cobra,但至今未获得理想的结果。 2.2 沸腾液体扩展蒸气*国外研究进展 从70年代开始,美国、英国、德国和加拿大等一些工业发达的国家就对液化气的安全运输与储存问题进行了研究,80年代后期,其研究更加广泛和深入,并于1984,1986,1990年先后召开了3次学术会议(international conference on major hazardous in the transportation and storage of plgs),专门讨论了其安全技术方面的研究情况。1990年5月比利时召开的“传热与主要技术危害”(heat transfer and major technological hazards)的欧洲会议上把处于火焰包围和火焰喷射环境下的液化气容器的火灾*事故研究作为当今世界技术危害的重大课题。各国相继对此开展了积极的研究,其研究成果在美国杂志“journal of hazardous materials”中进行了相对集中的报道。 实验研究。1973年至1975年,美国铁路协会和联邦铁路局资助进行了液化气铁路罐车在火焰包围下的*实验,并对*碎片做了金相分析。1986年英国能源部和交通部联合进行了大型列车高压罐火焰包围下的*实验。1985年英国健康与安全行政署对2个0.25吨和3个1吨的液化气罐在火焰包围下进行实验测试,并于1988年和英国壳体研究所(institute of shell research)合作进行了一个5吨液化气罐在火焰包围环境下的实验研究,通 上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] 下一页
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