管状容器气体燃爆泄放过程的数值模拟

摘要

工业过程中管状容器气体爆炸事故时有发生,严重威胁着过程工业的安全生产.为预防这类事故,通常会在容器上安装泄压装置,这就要求对该类容器进行防爆泄压设计.对管状容器气体爆炸泄放过程进行分析,特别是容器内压力发展特性的分析是进行防爆泄压设计的关键.为此,首先分析了管状容器内气体爆炸泄放过程,根据其燃爆发展规律建立了描述整个泄爆过程的物理模型.从能量守恒方程和质量守恒方程出发,结合气体状态方程、绝热压缩方程和气体泄放速率方程建立了泄爆过程的数学模型,利用四阶龙格-库塔方法对该过程进行了数值模拟,得到了不同时刻燃爆压力、压力上升速率、火焰位置和火焰传播速度.另外还讨论了泄压面积和泄爆压力对泄爆过程的影响,对于该类容器的防爆泄压设计具有指导意义.