液体蒸汽向单气泡中传质过程的数值分析

当气体通过液相介质时,由于气液界面和气相主体间存在液体蒸汽的浓度差,使液体迅速蒸发,可以大大强化对流传热及沸腾传热.此外,在鼓泡设备中,这种溶剂汽化现象亦可能对气含率及传质带来很大影响.因此,定量地分析液体蒸汽向气泡中传质的过程是很有意义的.此过程为具人体积变化的自由边界问题.对于核状沸腾过程的自由边界问题已有很多研究,其气泡长大的控制步骤为兴高采烈相可能提供的气化潜热速率,而由于气泡中质量传递控制的移动边界问题尚未见有研究.本文提出了液体溶剂向单气泡中传质的数学模型,获得了数值解.并且对各种影响因素进行了讨论.

锅炉沸腾液体膨胀蒸汽爆炸(BLEVE)的小尺寸模拟试验

在锅炉运行中,由于各种原因使得在锅筒主体上形成细小裂缝,一旦出现设备材料的老化和故障运行工况,导致裂缝快速扩展,就有可能出现沸腾液体膨胀蒸汽爆炸(BLEVE)的极端情况。BLEVE是一种物理爆炸,具有严重的破坏性,为研究沸腾液体膨胀蒸汽爆炸的发生机理,建立了小型实验装置进行模拟试验。通过测量爆炸瞬间容器内的温度及压力变化,分析容器内气液两相介质的运动,进而研究造成容器整体性破裂的原因。实验中发现,BLEVE过程中存在由不同原因造成的两个压力峰;其中过热液体的剧烈沸腾,在液体表面形成高速膨胀的两相流层,挤压容器内气相与液相,导致出现第一个压力峰;第二个压力峰主要是由于“液体锤”现象对容器的冲击造成,其中壁面开口处受到的撞击最为猛烈。

液体饱和蒸汽压测定实验的改进

针对目前静态法测定液体饱和蒸汽压实验中饱和蒸汽压数值读取不合理,汽液两相未充分平衡等问题,改变传统的调整U型管两端液面等高后再读取数字压力计的方法。改进后的实验装置只需在U型管的两侧标上刻度,待系统恒温、汽-液充分平衡后,读取数字压力计的数值、温度以及U型管两端液面的高度差就可得到该温度下的液体饱和蒸汽压。该方法可解决静态法测定液体饱和蒸汽压实验中调整U型管两端液面等高耗时,空气容易倒灌的问题。

沸腾液体扩展蒸汽爆炸初期演化过程的数值模拟

对沸腾液体扩展蒸汽爆炸发生初期,容器顶部突然出现开口,压力快速泄放导致容器内介质过热沸腾的过程进行了模拟研究。选取过热水及饱和水蒸气为容器内介质,分析了该过程中气液两相的变化过程。探讨了初始温度(初始压力)、初始充装量及开口大小等因素对前述物理过程及容器内压力、温度的影响。结果表明:容器内过热沸腾的过程中,温度逐渐下降,压力响应会出现两次压力峰和一个压力平台期,两个压力峰值都会随初始温度的增加而增加,压力平台持续时间随初始温度先增大后减小;第一个压力峰值随初始充装量的增加先增大后减小,第二个压力峰值则随初始充装量的增加而增大,压力平台的持续时间和液体充装量成正比关系;开口越大两个压力峰值也越大,压力平台持续时间越短。

纯液体饱和蒸汽压测定实验的教学体会

纯液体饱和蒸气压的测定实验中，有多年教学经验的教师采用通俗易懂的公式兼图解的方式进行讲解原理，强调实验的关键点和注意事项，把难获得的实验点数据用启发式及思考题方式来教授，达到了明显的师生互动教学效果。文章对实验装置中改进部分作了分析，既可保证实验精度，降低实验消耗费用，又能避免环境污染。

瞬间弹射蒸汽爆破联用化学法预处理玉米秸秆的组分和酶解分析

以瞬间弹射蒸汽爆破(instant catapult steam explosion,ICSE)为基础,联用稀酸法、碱法、氨水法、有机溶剂法以及离子液体法进行预处理,对不同方法采用组分和酶解分析,以探索出一种绿色和高效的预处理方法。ICSE处理后的物料能够显著促进传统的化学预处理过程,其中ICSE与碱法联用预处理的糖收率最高,达到了77.54%,而ICSE与离子液体联用预处理后糖收率比单纯使用离子液体提高了7.78倍,达到了60.04%。选取ICSE与离子液体联用预处理过程作为最优预处理方法,并对其采用傅里叶-红外光谱、X射线晶体衍射和扫描电镜进行表征,经ICSE处理后玉米秸秆变得蓬松且不完整,半纤维素组分减少,促进离子液体对于纤维素的溶解;而与离子液体联用预处理后,物料纤维素和木质素相应官能团吸收峰增强,纤维素结晶构型由纤维素-Ⅰ型转变为纤维素-Ⅱ型,结晶指数降低。

简易动态法测定液体饱和蒸气压的装置

测定液体饱和蒸气压的方法有静态法、动态法和饱和气体法。目前，国内大中专院校物理化学实验教材中多数采用静态法，虽然有些物理化学实验书［１，２］中，涉及动态法测定纯液体饱和蒸气压，但所用仪器和装置复杂，有的玻璃接头难以买到。我们设计了如下用动态法测液体蒸...

某LNG加气站火灾爆炸事故后果分析

采用池火灾、蒸气云爆炸、沸腾液体扩展蒸汽爆炸模型对某LNG加气站事故最大后果进行分析。池火灾时,LNG加气机旁人员所受热辐射通量最大为23kW/m^(2),具重度烧伤风险,周边厂房和宿舍所受热辐射通量均小于12kW/m^(2),无被引燃风险。全容积LNG蒸气云爆炸会造成LNG和北面LPG加气机旁人员死亡和周边厂房、宿舍砖墙倒塌;参与蒸气云爆炸的LNG小于储量的4.6%时,爆炸造成人员死亡概率小;大于储量的50%时,爆炸对加气机旁人员、厂房和宿舍均有严重损害。沸腾液体扩展蒸汽爆炸死亡半径达537m,能引燃412m范围内的木材,对加气机旁人员、厂房和宿舍具有毁灭性。

连接性指数与多氯化萘理化性质的相关研究

根据多氯化萘(PCNs)分子中氯原子基团的特性,提出了一种新的连接性指数mH及其倒指数mH′,基于多元回归方法构建了对PCNs正辛醇/空气分配系数lgKOA和过冷液体蒸汽压lg(pL/Pa)进行估算的定量结构-性质相关关系,得到了多元回归方程,估算的平均误差分别为0.11和0.08.利用方程对另外一些PCNs分子的正辛醇/空气分配系数和过冷液体蒸汽压进行了预测,预测平均值和相同氯原子数的实验平均值较为符合,这些模型能较好地解释多氯化萘性质的递变规律,而且相关系数较高,预测能力强.

可燃气体的爆炸极限和最大允许氧含量的测定及影响因素研究

通过实验分析了可燃气体(液体蒸汽)的爆炸极限规律,同时独到地分析了各浓度可燃气体(液体蒸汽)的最大允许氧含量的规律;通过爆炸极限和最大允许氧含量规律的对比研究,分析了两者的影响因素,指出两者从不同角度界定了可燃气体(液体蒸汽)的爆炸范围。

用高速摄影技术研究液膜从透平静叶出口边的撕裂

用高速摄影技术研究了液膜从透平静叶出口边的撕裂现象；设计了实际可靠的实验装置；得到了一系列关于高速气流速度ｖ∞和液膜流量Ｑ对液膜撕裂长度ｌ和临界韦伯数Ｗｅｃｒ影响的结果。

高速公路丙烷罐车爆炸事故的后果分析

本文针对公路丙烷罐车爆炸事故的实例 ,对事故发生的原因进行了分析。分析结果认为 ,事故属于沸腾液体扩展蒸汽爆炸(BLEVE) ,事故对人员和财产危害包括 3个方面 :火球热辐射、爆炸冲击波超压和抛射碎片。本文介绍了这 3种危害的数学模型和方法 ,并针对事故实例进行了分析和计算。结果表明 ,在事故发生现场 1 0 0 m范围内的热辐射可致人死亡或造成三度烧伤 ;冲击波超压在 80 m范围外会使玻璃破碎 ,但无人员伤亡 ;抛射碎片在 334 m的范围内都可能对人体造成伤害。由此 ,可以得出火球热辐射是事故中最主要危害的结论。

火灾环境液化石油气卧罐稳定性与静态可靠性分析

沸腾液体扩展蒸汽云爆炸(BLEVE)是液化烃介质压力容器处于火灾环境而极易发生的一类多米诺效应灾难事故。本文针对液化石油气(LPG)卧罐,考虑LPG热力学性质与安全阀泄压过程,构建一个两节点集中温度参数模型,并与美国陆军弹道实验室(BRL)现场实验数据进行对比验证;基于热量平衡原理导出LPG卧罐的稳定状态,分析表明处于稳定状态的体系温度与安全阀动作可以直接影响BLEVE是否发生;在稳定性分析基础之上,应用一次可靠度法与响应面法,分析研究LPG卧罐的静态可靠性。稳定性与静态可靠性分析可以为多米诺效应定量风险评价以及火灾环境压力容器本质安全设计提供理论与方法支持。

火灾环境液化石油气卧罐动态可靠性分析

沸腾液体扩展蒸汽云爆炸(BLEVE)是液化烃介质压力容器处于火灾环境而极易发生的一类多米诺效应灾难事故。在火灾环境液化石油气(LPG)卧罐两节点集中温度参数模型基础上,基于随机扩散过程和首次穿越失效理论,对其动态可靠性进行建模与分析。集中温度参数模型通过转化为一个二维伊藤随机微分方程,得到漂移与扩散系数表达式;根据首次穿越失效理论,定义条件动态可靠性函数,导出函数满足的后向柯尔莫哥洛夫方程(KBE);应用有限差分法并结合适当边界条件求解KBE,得到动态可靠性结果。与静态可靠性不同,动态可靠性方法可描述整个时间轴的破坏失效可能性,为多米诺效应定量风险评价提供更可靠、更精确的概率结果。

液化烃储罐区重大事故后果分析

液化烃储罐区发生事故后果较严重,可能造成群死群伤的灾难事故。本文分析了液化烃储罐的危险性,沸腾液体扩展为蒸汽爆炸的计算步骤,对某储罐区的4个异丁烷储罐、2个正丁烷储罐和2个丙烷储罐发生沸腾液体扩展为蒸汽爆炸的事故后果进行分析,分别计算轻伤半径、重伤半径和死亡半径等,并提出相应预防事故发生的安全对策和措施。

“翻转课堂”应用于物理化学实验的教学实践研究

通过对二组分金属相图的绘制、液体饱和蒸汽压的测定、溶液偏摩尔体积的测定三个物理化学实验的改进对"翻转课堂"在物理化学实验教学的应用进行了探究。通过分析对比翻转课堂与网络课程和传统教学方式的学习效果,大部分学生学习自主性、创新能力、独立思考能力均有提升。

液化石油气BLEVE事故研究

为了减小液化石油气沸腾液体扩展蒸汽云爆炸事故后果,采用ALOHA软件对液化石油气储罐泄漏事故进行研究,基于液化石油气泄漏量、空气湿度、风速、储存温度等爆炸事故后果影响因素进行数值模拟。研究结果表明:液化石油气泄漏量越大,沸腾液体扩展蒸汽云爆炸事故产生的火球直径越大,燃烧时间或热辐射时间越长,且造成的危害范围越大,事故后果越严重;随着空气湿度增加,事故影响的范围逐渐减小,事故后果相对减小;随着液化石油气储存温度增加,事故影响范围逐渐减小;风速对于事故影响范围无影响;空气湿度、储存温度及风速对火球直径及火球燃烧时间无影响。

温岭槽罐车爆炸事故分析及其威力评估

为分析6.13浙江温岭槽罐车液化石油气(LPG)泄漏爆炸事故的原因与灾害效应,收集整理了此次爆炸事故的资料,根据爆炸事故特点确定本次爆炸事故为沸腾液体扩展蒸汽云爆炸(BLEVE),并对爆炸事故的原因及事故过程进行了初步分析。通过研究事故发生后的人员伤亡及建筑物破坏情况,结合燃料总质量、液化石油气燃爆性能等相关参数,对本次爆炸的热辐射危害与空气冲击波超压危害进行定量评估,推算此次爆炸的威力相当于8305kg TNT炸药。