储罐内可燃气云爆炸压力数值模拟对比分析研究

以立式拱顶储罐为研究对象,针对其内部可燃气云爆炸问题,分别采用TNT当量法和计算流体动力学(CFD)方法建立了二维简化模型,对其内部爆炸流场进行了数值模拟研究。通过对比两种方法获得的罐内测点位置超压时程曲线,罐内超压、速度云图,研究了储罐内部的动态压力变化和罐壁压力分布规律。研究表明:两种方法计算的峰值压力在靠近罐壁和罐顶中心处较接近;在储罐顶壁连接处相差约30%。由于CFD方法考虑了可燃气云化学反应速率、温度等因素,其升压速度和压力波动规律相较于TNT当量法更平缓,能更合理地对储罐内部可燃气云爆炸压力场进行描述。

基于TNT当量法的储罐内爆压力简化计算与应力分析

以立式拱顶储罐为研究对象,综合考虑储罐内气体容积与几何结构的影响:依据TNT当量法推导了内爆载荷下储罐超压计算公式并计算得到了储罐内不同起爆点下的超压分布曲线.当起爆点在储罐中轴线时,罐顶或罐底压力约为相反侧的6倍;当起爆点在靠近罐壁一侧时,靠近爆炸点一侧的罐顶或罐底压力约为相反侧的30倍.最后,通过储罐内爆载荷下的动力学仿真计算,对储罐在不同起爆点和不同液位的破坏情况进行了评定.有限元计算结果表明:储罐在操作过程中应控制其液位在半罐以上,可保证在任意起爆点位置罐顶均先与罐底发生破坏.