柱形罐爆炸碎片抛射的Monte-Carlo分析

在动力学分析的基础上,将二维体系内的碎片轨迹方程扩展到三维体系内,将风这一影响因素考虑在内。以墨西哥事故中水平圆柱储罐发生沸腾液体扩展为蒸气云爆炸(BLEVE)为例,利用Monte-Carlo法模拟出碎片的轨迹曲线,计算得到有风和无风情况下碎片抛射距离的概率分布,得到一般情况下风对碎片危害的影响较小。计算了无风情况下碎片碰撞目标容器的概率,得到碰撞概率随罐间距的增大而呈现严格的指数衰减趋势,通过此关系式可以计算出符合安全要求的罐间距。研究结果对于提高储罐的安全性、缓解和控制碎片产生的风险具有一定的指导意义。

负压条件下柱形爆炸罐内爆炸波传播规律

为分析负压条件下柱形爆炸罐内爆炸波的传播特性,自行设计尺寸为320 mm×430 mm的可调真空度柱形爆炸罐,开展不同真空度条件下的内爆实验。通过内爆实验研究,获得了不同真空度下爆炸波的传播速度u、超压Δp、比冲量i、相对压力因子α和相对比冲量因子γ等爆炸波参数。结果表明:罐体内真空度的改变对爆炸波传播状态产生了显著影响,罐体内初始压力降低时,爆炸波超压和比冲量均有不同程度的衰减;当罐体内初始压力由常压降低至0.1 atm时,第1个爆炸波超压Δp1的相对压力因子α1max为2.41,第2个爆炸波超压Δp2的相对压力因子α2max为1.64;第1个爆炸波比冲量i1的相对比冲量因子γ1max为6.97,第2个爆炸波比冲量i2的相对比冲量因子γ2max为3.14;α和γ分别反映了爆炸波超压和比冲量的衰减程度,α和γ的值越大表明爆炸波超压和比冲量衰减得越快;爆炸波的传播速度会随着初始环境压力的改变而发生变化,初始环境压力越低,爆炸波的传播速度越快。