[發(fā)明專利]一種有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)混合工質(zhì)泄漏安全性的評估方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710373069.2
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107301495A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田華;王雪穎;舒歌群;趙明如;何俊南
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/02;G06F17/50
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)混合工質(zhì)泄漏安全性評估方法，其特征在于，混合工質(zhì)包括可燃組元和阻燃劑，并包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)評估目標(biāo)有機(jī)朗肯循環(huán)各部件進(jìn)出口處的溫度及壓力，設(shè)定工質(zhì)泄漏源，計算工質(zhì)泄漏源的工質(zhì)泄漏速率；

步驟二、建立有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)工質(zhì)泄漏的物理模型，該物理模型包括設(shè)置在房間模型內(nèi)的有機(jī)郎肯循環(huán)系統(tǒng)，在物理模型中找出上述工質(zhì)泄漏源對應(yīng)的位置設(shè)定泄漏孔，所述房間模型包括有一個空氣入口和一個氣體出口；對該物理模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分得到網(wǎng)格模型；

步驟三、以步驟二得到的網(wǎng)絡(luò)模型作為仿真模型，利用Fluent軟件對該仿真模型進(jìn)行濃度場的數(shù)值模擬，包括：

選擇質(zhì)量守恒方程、能量方程、動量方程以及組分輸運(yùn)方程作為控制方程；根據(jù)確定的仿真模型的邊界條件以及初始條件進(jìn)行模擬得到可燃組元濃度場；利用CFD后處理軟件對上述可燃組元濃度場進(jìn)行分析，得到該可燃組元的擴(kuò)散規(guī)律和濃度分布；根據(jù)可燃組元的濃度分布以及混合工質(zhì)的爆炸極限，劃分易燃易爆區(qū)域，所述易燃易爆區(qū)域是指泄漏后空間內(nèi)的可燃組元濃度介于混合工質(zhì)爆炸下限和爆炸上限之間的區(qū)域；

步驟四、爆炸風(fēng)險評估：在該易燃易爆區(qū)域內(nèi)指定一點(diǎn)作為爆炸源；基于TNT當(dāng)量法，預(yù)測該爆炸源發(fā)生爆炸后對建筑物以及人員的傷害程度，從而做出爆炸風(fēng)險評估；其中，對于建筑物的傷害程度以沖擊波超壓值表示，按照對于人員傷害程度的不同劃分出死亡區(qū)域，重傷區(qū)域，輕傷區(qū)域和安全區(qū)域；

步驟五、確定風(fēng)險預(yù)防措施，利用Fluent軟件，在模擬仿真模型的空氣入口處的風(fēng)速為5m/s以下，且混合工質(zhì)中可燃組元配比為0.1～0.9中，選取至少包括2個不同的風(fēng)速下、且每個風(fēng)速具有至少4個可燃組元配比作為邊界條件，并記為風(fēng)速-可燃組元配比，循環(huán)執(zhí)行步驟三后，分別進(jìn)行：

5-1)確定安全的風(fēng)速及可燃組元的配比：根據(jù)易燃易爆區(qū)域的范圍并兼顧熱力性能確定出最優(yōu)的一組風(fēng)速-可燃組元配比數(shù)據(jù)；

5-2)確定氣體監(jiān)測報警裝置的安裝位置：根據(jù)可燃組元的擴(kuò)散規(guī)律和濃度分布，在可燃組元濃度值降序序列中選出前2～3位對對應(yīng)的區(qū)域，其中響應(yīng)最為敏感的區(qū)域即為氣體監(jiān)測報警裝置的安裝位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)混合工質(zhì)泄漏安全性評估方法，其特征在于，步驟三中，初始條件至少包括：房間內(nèi)的環(huán)境溫度及壓力，在空氣入口風(fēng)速的作用下形成的室內(nèi)流場，所述空氣入口進(jìn)入的是100％空氣，泄漏孔泄漏的為100％的混合工質(zhì)；

邊界條件至少包括；空氣入口的風(fēng)速、工質(zhì)泄漏源的工質(zhì)泄漏速率，混合工質(zhì)中可燃組元配比，混合工質(zhì)溫度，出口邊界條件為壓力出口。