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基于数值模拟的大型原油储罐热辐射响应研究

刊名 《中南大学学报(自然科学版)》
作者 赵金龙 英文名 年,卷(期) 2017 年 , 第 6 期
主办单位 中南大学 国内刊号 43-1426/N 国际刊号 1672-7207
关键词 大型原油储罐 ANSYS 软件 FDS 软件 热应力 失效时间 入库时间 2017/9/13 16:36:36

基于数值模拟的大型原油储罐热辐射响应研究

大型原油储罐(单罐容积大于5 万m3)具有很多小

型油罐不具备的优点,如单位容积占地面积小、耗费

少、便于管理等,因此,油罐有朝着大型化、集约化

发展的趋势[1?2]。对于大型罐区,储罐发生事故后,由

于事件链效应, 极易导致灾难性后果[ 3 ? 5 ] 。如

2015?04?06,漳州古雷石化罐区大火,最初事故储罐

先后引燃了临近2 个储罐,大火持续了将近3 d,在救

灾过程中导致6 人受伤,被迫疏散周围29 096 名群众,

造成了巨大的经济损失和严重的社会影响[6],因此,

需研究在一定辐射强度下的储罐失效机理。10 万m3

原油储罐的直径达80 m,更大尺径的原油储罐也在不

断地建造中。但进行全尺径储罐火灾实验一方面耗资

巨大,另一方面可能带来严重的安全、环保问题,这

些都限制了全尺径储罐火灾实验的可操作性。同时,

从有限的火灾事故中得到的结果也不能满足人们的研

究需要。随着计算机和有限元技术的不断进步和发展,

构建储罐模型、利用先进的计算机数值模拟技术计算

储罐燃烧过程中的各种特性参数是对储罐火灾研究的

重要补充[7]。本文作者综合利用FDS 和ANSYS 等模

拟分析软件,对10 万m3 原油储罐的全表面火灾燃烧

特性进行研究,并在此基础上对邻近储罐受到的热辐

射强度的分布、火灾环境中储罐的热响应情况及热应

力分布等进行求解,进而获得储罐在一定火灾情境下

的失效时间。

1 原油储罐的燃烧特性模拟

1.1 储罐的FDS 模型

FDS 是由美国标准与技术研究所建筑火灾研究实

验室开发的火灾动力学模拟软件,通过燃烧模型、流

体动力

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