矿物油双目标回收技术:通过乳化增强碱激发矿渣浆料粘度与处置效能

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Process Safety and Environmental Protection 6.9

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  针对天然气爆炸超压预测精度不足的问题,研究人员基于Lee模型创新性地采用卵形火焰面假设,将温度参数转化为压力参数,耦合未燃预混气体质量与泄压系数,解决了模型迭代发散问题。改进后的模型显著提升了大尺度弱约束空间甲烷/空气预混气体泄爆压力预测精度,为工业安全防护提供重要理论支撑。

  

在能源结构转型背景下,天然气作为低碳清洁能源在我国能源体系中占据重要地位。然而伴随城市燃气普及率高达99.276%的同时,甲烷泄漏引发的爆炸事故严重威胁公共安全。当前预测气体爆炸超压演化的方法面临严峻挑战:经验公式过于简化精度不足,数值模拟耗时耗力且成本高昂,特别是针对大尺度弱约束空间的爆炸特性研究存在明显空白。

针对这些关键问题,研究人员在Lee模型基础上开展创新性改进。通过引入卵形火焰面假设,巧妙地将温度参数转化为可计算的压力参数,解决了湍流火焰速度公式中温度参数难以处理的难题。研究团队还建立了未燃预混气体质量与泄压系数的耦合判据,并加入初始点火半径参数,有效克服了模型迭代发散问题。这些改进使得新模型能更精确地复现实验数据,相关成果发表在《Process Safety and Environmental Protection》期刊。

关键技术方法包括:1)建立大尺度弱约束空间理论计算模型;2)采用等效替代法加速计算收敛;3)通过压力参数转换实现温度效应量化;4)构建泄压系数与最大爆燃压力的指数关系模型。

【Modeling Assumptions and Revisions】部分提出三项核心假设:预混气体遵循理想气体定律、绝热过程假设、以及忽略壁面热交换效应。这些假设为建立可计算的数学模型奠定了基础。

【Influence of Venting Cover on Indoor Deflagration Dynamics Characteristics】研究发现,在恒定泄压条件下,大尺度弱约束空间的泄压系数与最大爆燃压力呈指数关系。当甲烷体积分数为10%时,火焰速度、爆燃压力和温度均达到峰值。

【Conclusions】得出四项重要结论:1)改进模型使理论计算结果与实验数据吻合度显著提高;2)泄压系数与最大压力上升速率存在定量关系;3)初始点火半径的引入有效解决迭代发散;4)二次压力峰值形成机制仍需深入研究。

这项研究不仅为大型约束结构中甲烷/空气预混爆炸的事故调查提供技术支撑,其建立的预测模型对工业生产安全防护具有重要指导价值。特别是提出的泄压系数定量关系模型,为优化安全泄压设计提供了理论依据。值得注意的是,研究也指出稀疏/非拥挤空间的爆燃特性存在特殊性,这为后续研究指明了方向。

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