最近Fauske咨询公司专家进行了安全分析,预测嵌套容器内氢燃烧的瞬态响应和潜在后果内容器含有易燃混合物时,燃烧时内容器失效并挑战外容器完整性时,本分析可用以建模存储或运输容器如果容器中含有有毒物质,则尤为令人关切。
喷口除火模型开发财行Epstein Swift和Fauske1986年ESF'86为当前模型提供基础模型存储容器ESF'86修改以包括时间依赖边界条件ESF86模型与Chippet前一模型极好比较(Chippet,1984年)。此外,ESF86模型已被接受为U.S.国家消防协会标准(NFPA,2013年)。equations(21)和e请注意NFPA方程中有排印错误(7.2.2a)。
以本示例为例,点火假设发生内部容器内向外容器传播火焰发生后内容器完全燃烧燃烧量由燃烧和未燃烧气区组成区域压力相等,压力与密度相关 通过多热带指数关系对理想气量变化燃气区保守理想化为球形化,这样火焰前端面积随距离平方增加燃烧过程也被视为异端处理未燃气体排入外容器时内容器达压失效阈值这导致外容器增加压力,也称压力堆积,然后烧入外容器外容器最终压强大于忽略压力堆积图1显示模型注意,示例应用和插图是嵌套容器,从结构学上讲,本插图与两个同质容器之间没有差分,两个容器短口路连接
图1 用压力堆模型点火
模型需要确定燃烧后压力和温度而不排空计算时使用NASACEA2编码使用技术简化版(Gordon和McBride,1994年)。获取量为均衡异步完全燃烧值燃烧后气体组成为燃烧后温度均衡组成CEA2已被匹兹堡研究实验室接受使用矿产局)
内外部容器体积相同,通过路径连接出漏检查阀门两种样本都含有空气和氢混合值,氢摩尔分量为15%两区初始为大气压300K(27°C)。两容器间漏取检查阀门面积为0.01m2,开口压差极低,百分位
图2和图3分别提供样本序列瞬态压力和燃烧完整性图2显示外容器压力约75毫秒后开始逐步增加表示内容器失效,未燃气排空并加压外容器内容器燃烧完整性达100%,图3约400毫秒时,火焰向外容器扩散外容器向外容器传播火焰时压力约1.7栏图2显示,如果外容器高压在火焰传播时被忽视,即外容器内的最后压比压力积分乘法低42%8栏)
简言之,基于ESF'89开发出新模型,扩展喷出火分析以适应压力堆积效果
图2瞬态压力响应
图3 外容器瞬态氢富集
引用
Chippet,S.,1984年,编模点火、Combustion和Flame卷55页127-140
EpsteinMISwift和H.K.Fauske,1986年;Sortimation峰值压力实战内球际舰船、Combustion和Flame卷66页1-8
NFPA2013年NFPA68战火防爆标准2013版点火预防协工 昆西 ma
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