非均匀受热液化石油气储罐压力响应及阀门动作模拟

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1、上海理工大学学报第37卷第6期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．37No．62015文章编号：1007—6735(2015)06—0540—06DOI：l0．13255／j．cnki．jusst．2015．06．006非均匀受热液化石油气储罐压力响应及阀门动作模拟管屏，单彦广，江伟，曾晨岗(1．上海第二工业大学电子与电气工程学院，上海201209；2．上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：建立了火灾环境下液化石油气储罐内压力响应及阀门动作过程的数学模型

2、，模拟了装裁丙烷的水平圆柱形储罐在装料比为41％时非均匀受热环境下储罐内的压力变化及阀门动作过程，预测了装料比为41％时储罐装料质量、阀门泄放率及壁面温度的变化规律．将计算结果和实验结果进行了对比，吻合良好．结果表明，阀门打开期间，压力的上升及储罐壁经受高温是导致储罐爆炸的主要因素．关键词：液化石油气储罐；压力响应；阀门动作中图分类号：TE8文献标志码：APredictionofPressureandReliefValveResponseofLiquefiedPetroleumGasTankExposedt0T0，I1n‘1‘·0n

3、-UnlI-Orm上I’irenvirOnmentGUANPing，SHANYanguang，JIANGWei，ZENGChengang(1．SchoolofElectronicandElectricEngineering，ShanghaiSecondPolytechnicUniversity，Shanghaf201209，Ctdna；2．SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghai．forScienceandTechnology，Shangha200093，China

4、)Abstract：Amathematicalmodelforsimulatingthepressureandreliefvalveresponseofaliquefiedpetroleumgastankinfireenvironmentwasproposed．Themodelwasusedtopredictthevariationofthepressure，totaltankmassreliefmassflowrate，andwalltemperature，inahorizontalcylindricaltankwith41％pr

5、opaneexposedtonon—uniformheating．Thecalculationresultsagreewellwiththeexperimentalresults．Theresultsshowthatthepressureincreaseduringtheprocessofopeningthereliefvalveandthehightemperatureexperiencedbythewallaretwomainfactorsthatleadtotheraptureofthetank．Keywords：liquef

6、iedpetroleumgastank；pressureresponse；reliefvalve收稿日期：2014—10—09基金项目：上海市教委科研创新基金重点资助项目(13ZZl19)第一作者：管屏(1958一)，男，讲师．研究方向：热工能源、电子电气设备热分析、智能优化研究．E-mail：guanping@sspuedu．cn通信作者：单彦广(1974一)，男，教授．研究方向：两相流动与传热．E—mail：shan@usst．edu．cn542上海理工大学学报2015年第37卷面张力；C为常数．A=l丌D(9)式中：D。为阀门

7、截面直径；X为阀门弹簧的压缩距加热后期的E计算式为离，它是随蒸气压力变化的．窗(5)式中：M。为液体质量；H为饱和液体的焓；。为可}-调节参数，代表液体多于饱和态的焓用于液体蒸发doll—'●．_l的比率．————l+在以上计算中，需要确定储罐内壁以自然对流方式传递到蒸气区的热量Q、通过辐射传递给气液幽2买验储罐便用阀门简圈交界面的热量Q。以及液体区和储罐壁的换热量Fig．2SchematicdiagramofthevalvesQ。．蒸气区内壁可以用垂直壁面与水平壁面(热壁在实际计算中，面在上，冷流体在下)两种形式来近似计算内壁各处

8、的自然对流换热系数，从而获得Q．Q-则依据不同A。=A一+(p一)(10)加热阶段壁面与液体区温差的大小，利用大容器沸腾换热计算获得．Q。的计算式为AA一一==CdA／／√(—))。+1Q、V1：—一(6)式中：A一为对应弹簧最大压缩