基于支持向量机的导管泄爆容器压力峰值预测

为了预测导管泄爆容器压力峰值,根据文献提取出影响导管泄爆容器压力峰值的因素,将这些因素作为输入变量,采用支持向量机算法对压力峰值与各因素的内在关系进行了研究,建立导管泄爆容器压力峰值预测模型,对模型的有效性及预测能力进行了验证。将预测模型与现有经验公式进行比较,表明支持向量机模型具有较好的预测能力,且预测能力优于经验公式。

泄爆导管对球形容器内气体爆炸泄放过程影响的试验

设计了球形容器内气体爆炸通过导管泄爆的试验系统,选用体积分数为10%(特殊说明除外)的甲烷和空气预混气体开展试验,研究了泄爆导管长度、容器容积、点火位置、气体体积分数、破膜压力等因素的影响。结果表明:泄爆导管越长,容器内的正压力峰值和负压力峰值越大;密闭爆炸时,球形容器的容积对爆炸压力峰值几乎无影响;不同容积球形容器内气体爆炸通过相同导管泄爆时(导管长度均为6 m,直径均为0.06 m),容积大的容器内的压力锋值为小容器压力值的3.3倍,且大容器内的压力上升速率也明显高于密闭爆炸的情况;有泄爆导管存在时,尾部点火容器内的压力峰值高于中心点火;泄爆导管的存在使得容器内的压力峰值高于直接泄爆时的压力峰值;无论有、无泄爆导管,容器内的压力峰值均随破膜压力增加而增加,但差值越来越小,说明导管的存在对容器爆炸泄爆过程的影响趋向缓和,但导管的存在总是阻碍了泄爆过程,增加了爆炸的严重程度,因此,在泄爆设计时要充分考虑导管的影响,适当提高容器自身的耐压强度。

泄爆导管对容器内粉尘燃爆泄放特性的影响

为了研究泄爆导管的安装对容器内铝粉燃爆泄放过程的影响,对原有1.3 L Hartman粉尘泄爆装置进行了改进,加装了泄爆导管。实验发现,最大泄爆超压随着泄爆膜动作压力的增大而上升,而最大升压速率的变化规律则与之相反;泄爆导管越粗,容器内的最大泄爆超压越低;相比无泄爆导管的情况,安装泄爆导管后的最大泄爆超压和最大升压速率会在更高的浓度下达到最大值;最大升压速率随粒度的减小而增大;同条件下安装泄爆导管后的超压值要大于未装泄爆导管时的值。为此,加装泄爆导管之后应适当增大泄爆容器的耐压强度。

导管泄放粉尘爆炸过程中二次爆炸现象研究

以2μm铝粉为介质,通过在1.3 L柱形容器顶端连接泄放导管,研究了导管泄放粉尘爆炸过程中容器及导管内的压力特性,探讨了粉尘爆炸泄放过程中二次爆炸的发生条件及规律。结果表明,采用导管泄放粉尘爆炸时,由于火焰较压力波有滞后,火焰进入导管会点燃已经随压力波进入导管的未燃粉尘,产生二次爆炸现象。当容器内铝粉质量浓度超过500 g/m3,且导管长度超过1 500mm时,导管内会出现二次爆炸现象。当容器内粉尘质量浓度为500～1 000 g/m3时,二次爆炸引起的容器内二次压力峰值不超过一次压力峰值。通过开展泄爆膜上二次放粉试验时发现,若爆炸开始前导管内存在可燃粉尘,则二次爆炸强度显著增大,容器内二次压力峰值接近甚至超过一次压力峰值。泄放导管越长,粉尘质量浓度越大,二次爆炸强度越大。

障碍物对采用泄爆管泄放气体爆炸影响的数值模拟

采用κ-ε湍流模型和漩涡耗散概念模型(EDC)建立了泄爆管泄放气体爆炸的模型,并模拟容器内置障碍物时泄爆管泄放气体爆炸火焰的传播过程,分析了障碍物形状、阻塞率、位置、个数对超压(P_(red))和压力上升速率的影响。结果表明:障碍物的出现导致燃烧速度和P_(red)上升,正方形障碍物导致的爆炸后果最严重;增加障碍物个数或增大障碍物阻塞率均可增加超压和燃烧速度;障碍物置于容器中心,爆炸后果较强,而靠近点火源或泄爆口,后果有所减弱。

采用泄爆管泄放气体爆炸的数值模拟

采用k-ε湍流模型和涡耗散概念模型(EDC),建立泄爆管泄放气体爆炸的模型,并模拟泄爆过程中火焰的传播过程。分析点火位置、泄爆压力(Pv)、泄爆管尺寸和结构对容器内爆炸超压(P_(red))和压力上升速率的影响。结果表明:泄爆管内的气体爆炸是导致P_(red)异常上升的原因;P_(red)与Pv存在线性递增关系;泄爆管管长的增大或管径的减小均会增大P_(red),且管径对其的影响更显著;泄爆管与容器之间采用平滑过渡的方式可降低P_(red),但增大平滑过渡半径会使P_(red)上升;总泄爆面积相同时,采用2根泄爆管可降低P_(red),但两管的位置对P_(red)的影响不显著。

自动温控通风路基应用效果分析

自动温控通风路基是“冷却路基”的一种有效措施,并经历了青藏铁路北麓河试验段半年多的现场检验。结果表明,对于30,40 cm 两种管径的通风管在实施自动温控系统控温后,分别使原多年冻土上限抬升 0.3,0.7 m,到达最大融化深度的时间均提前 20 d,延长路堤的放热时间约 1个多月,分别降低通风管下部平均地温 1.2 ℃,1.7 ℃,降低路基底部地温 0.5 ℃,0.7 ℃。通过热计算,在进入多年冻土含土冰层热通量最大月份,自动温控通风路基降低热通量约一半左右。通过 2 种管径的降温效果对比,30 cm 管径的降温效果略好于 40 cm 管径的降温效果。自动温控通风路基结构中路堤降温速率大于通风路基的主要原因在于自动温控路基具有降温机制。

寒区路堤通风管的自然通风能力

针对青藏高原多年冻土地区采用的通风管路堤,利用工程流体力学理论分析了通风管系统中存在的沿程摩擦阻力损失和局部阻力损失,并根据通风管自然通风的驱动力等于路堤两侧的风场压力差,获得了通风管系统考虑沿程摩擦阻力损失和局部阻力损失的风速计算公式。结果表明:运用该公式能快速计算各种路堤通风管的通风能力,便于工程应用;加装采风口通风管路堤比传统通风管路堤能更有利于路堤及其土层的降温。

碳酸氢钠粉体对导管泄爆过程的影响

为了研究惰性粉体对导管泄爆过程的影响,采用质量浓度C为0、40、80、120、160、200、240 g/m3的碳酸氢钠(NaHCO_(3))粉体,分别抑制连接不同长度(250 mm、500 mm、750 mm)泄爆导管的5 L容器内甲烷/空气预混气爆炸。对火焰传播特性分析结果表明:容器内添加NaHCO_(3)粉体可以极大地削弱导管内二次爆炸,且合适质量浓度的NaHCO_(3)粉体可以消除二次爆炸。随着NaHCO_(3)粉体质量浓度增加,容器内火焰结构逐渐不规则化,火焰到达容器末端时间延长,导管内火焰经历弱化到熄灭过程,不同质量浓度NaHCO_(3)粉体导致3种火焰速度发展模式。对压力特性分析得知,导管内爆炸超压上升机理依赖于NaHCO_(3)粉体质量浓度,粉体质量浓度较低时,容器中最大爆炸超压取决于二次爆炸产生的第二压力峰值,反之取决于火焰在容器触壁时产生的第一压力峰值。随着NaHCO_(3)粉体质量浓度增加,超压峰值下降率先增加然后趋于稳定,表明质量浓度效应逐渐减弱。最后定量分析了导管-容器配置中火焰传播速度与爆炸超压的关系。

容器内气体爆炸带导管泄爆的实验研究

利用1个球形容器和3节相同尺寸的圆形管道建立了实验系统,并开展相关实验,研究容器内气体爆炸带导管泄爆过程的机制。结果表明:安装泄爆导管增加了容器爆炸强度;破膜激波使导管入口处压力上升,射流火焰点燃导管入口处未燃气体产生二次爆炸,导致容器内及导管入口处压力突变;一定范围内,导管长度越长,容器及管道内的压力峰值越大;有导管存在时,尾部点火容器内的压力峰值及导管入口处的压力峰值都高于中心点火的情况,且尾部点火导管前部分的火焰传播速率高于中心点火的情况;无论尾部点火还是中心点火导管入口处的压力峰值都高于导管出口处的压力峰值。

灰尘在风管中运动轨迹的数值模拟

对通风管道中的气固两相流动流场进行数值模拟,是研究颗粒在通风管道中的运动轨迹。计算中将气相作为连续介质,采用RSM湍流模型,并用SIMPLE算法对流场进行数值模拟;将固相作为离散体系,采用随机轨道法计算其运动轨迹。计算时,分别选用6种颗粒直径为计算工况,计算结果显示出颗粒运动轨迹,指出其与气流速度和颗粒直径相关。

船舶结构风管强度论证

现代船舶对生活工作空间大小和舒适度提出了越来越高的标准。结构风管的布置可节省空间,但会对原有船体结构造成改变。文章提出了对船体结构改变前后的两种强度校核方法。

高层民用建筑燃气用具的烟气排除

介绍了在高层民用建筑中燃气用具常采用的烟气排除方式和排气筒的设计计算方法。

特长跨海公路隧道排烟道辅助通风下排风口设计参数的数值模拟研究——以青岛第二海底隧道为例

针对特长水下隧道不设竖井运营通风方案下的参数优化,依托青岛第二海底隧道在海中不设竖井的新型运营通风方案,利用CFD软件Fluent建立三维数值模型,分别研究2种不同形式排风口(整体式和分离式)、排风口面积、风阀及顶部烟道分岔口位置对风流局部阻力系数的影响,得到最优通风参数及相应的局部阻力系数。研究结果表明:1)在其他条件相同的情况下采用新型通风方案时,整体式排风口优于分离式排风口;2)随着排风口面积增大,排风口段局部阻力系数逐渐减小,减小速率逐渐降低,排风口面积宜取45 m2左右;3)随着风阀与排风口距离增大,局部阻力系数逐渐减小,但减小幅度不大,风阀与排风口距离宜取10 m左右;4)随着顶部烟道分岔口与排风口距离增大,局部阻力系数呈现先减小后增大的变化趋势,顶部烟道分岔口与排风口距离宜取10~20 m。

排气风室加短风管对风机性能测试的影响

根据GB/T1236-2000及AMCA210-99标准,对风机出口联接短风管和直接联接风室两种情况分别在排气风室中对风机性能进行测试,压力产生明显差异。就此现象用试验的方法展开研究,分析这种差异产生的原因,得出了明确的结论。

化工装置气体爆炸泄压的研究进展

从实验研究和理论分析两方面,总结了单容器和连通容器气体爆炸泄压的研究现状和成果。单容器的实验研究介绍了直接泄爆和泄爆导管泄爆两方面,理论研究介绍了直接泄爆的经验模型。连通容器主要介绍了实验研究。此外,分析了现有研究工作的不足,提出了该领域未来的研究方向。

某汽车运输船货舱风道通风数值模拟及优化设计

为了研究汽车运输船货舱风道阻力分布情况及减小阻力的方法,采用计算流体力学软件STAR-CCM+,应用Realizableκ-ε湍流模型对货舱风道通风进行数值模拟,通过对计算结果进行分析,确定出影响风道风阻的关键因素,进而对货舱风道内的结构进行改进和优化。通过对比优化前后的计算结果,表明采用的优化措施可减少风道总阻力。

季节性冻土区粉砂土路基变形特性研究

针对不同深度的冻土导致路基同一断面阴阳坡产生横向的沉降差问题,将经过冻融循环试验后的粉砂土进行固结压缩试验,并运用Abaqus软件将试验结果代入作为边界条件,进行路基阴阳坡沉降模拟,通过路基差异沉降及变坡率判断路基的稳定性。根据试验和有限元仿真分析结果,对吉林省松原市石化大街路基两侧边坡采用掺入泥炭的粘性土进行覆盖保温、沿道路路基纵向定距设置通风管的方法,可以有效防止路面因路基横向差异产生的沉降而发生破坏。

泄爆导管长度对除尘器泄爆影响的模拟分析

使用FLACS软件DESC模块,对连接不同长度泄爆导管的除尘器泄爆模型进行了模拟,研究泄爆过程中除尘器内部以及泄爆方向上的超压与高温变化规律。研究结果表明,泄爆导管内部要比除尘器内部先达到最大爆炸压力,但压力值却要小于除尘器内的超压;在泄爆方向上,距泄爆口越远,导管内的爆炸压力也越小,且在泄爆导管末端压力下降的趋势明显加快;随着导管长度从1 m增加到6 m,除尘器与泄爆导管内部的最大爆炸压力也逐渐增大,在泄爆导管长6 m时,除尘器内部达到了81.8 kPa的最大爆炸压力;而对于不同长度的导管泄爆模型,泄爆导管内部都达到了2 000 K左右的高温,且导管越长,最大爆炸温度所能持续的时间也越长。

锌粉料仓的泄爆设计及优化

泄爆装置是应用于可燃性粉尘装置的一种保护性措施。针对锌粉料仓垂直落料和切线进料两种方式,确定泄爆压力下料仓的设计强度,进行泄爆面积的计算并选用合理的爆破片。在泄压导管的设计及优化中,确定其长度、直径、壁厚及支撑。选用带泄爆功能的防尘盖,进一步保证装置的安全可靠性。