[實(shí)用新型]一種儲(chǔ)罐泄漏閃蒸射流行為特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820893407.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208283037U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘旭海;朱學(xué)良;宋澤陽(yáng);蔣軍成;張冬雪;潘勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M10/00
• 分類號(hào): G01M10/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

本實(shí)用新型涉及一種儲(chǔ)罐泄漏閃蒸射流行為特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，包括實(shí)驗(yàn)主系統(tǒng)、氮?dú)饧訅合到y(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)、控制及顯示系統(tǒng)和測(cè)量及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等五個(gè)部分，其中所述實(shí)驗(yàn)主系統(tǒng)、氮?dú)饧訅合到y(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)分別通過(guò)數(shù)據(jù)線與控制及顯示系統(tǒng)連接，所述氮?dú)饧訅合到y(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)通過(guò)管道分別與所述實(shí)驗(yàn)主系統(tǒng)頂部加壓孔和補(bǔ)水孔連接，所述測(cè)量及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)置于所述實(shí)驗(yàn)主系統(tǒng)中噴嘴的下游。本實(shí)用新型的有益效果為：操作簡(jiǎn)單便捷，安全性能高，測(cè)量手段先進(jìn)，研究因素多樣，可用于研究多種泄漏環(huán)境、不同儲(chǔ)存及泄漏條件下儲(chǔ)罐泄漏閃蒸射流行為特性問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及化工安全，具體涉及一種儲(chǔ)罐泄漏閃蒸射流行為特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

目前在化工企業(yè)中，石油產(chǎn)品的生產(chǎn)、儲(chǔ)存以及運(yùn)輸過(guò)程等大多處于高壓過(guò)熱狀態(tài)，對(duì)其的管理的關(guān)鍵是防止發(fā)生意外泄漏。儲(chǔ)罐儲(chǔ)存的過(guò)熱（過(guò)冷）液體處于熱力學(xué)不平衡狀態(tài)，屬于亞穩(wěn)態(tài)，如果略有擾動(dòng)，將會(huì)發(fā)生劇烈的相變得以維持自身的能量平衡。儲(chǔ)存高于常溫沸點(diǎn)的過(guò)熱液體的壓力容器儲(chǔ)罐，罐壁表面可能由于各種可能原因出現(xiàn)裂縫或者小孔，使得裂縫或者小孔的交界面處的壓力突降，處于亞穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)熱液體下將會(huì)發(fā)生突變，立即發(fā)生劇烈的沸騰，瞬間蒸發(fā)形成氣體，釋放出大量能量，即發(fā)生閃蒸，形成含有液滴和蒸氣混合物的兩相閃蒸射流，將會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸以及中毒等事故災(zāi)害。

當(dāng)前，關(guān)于兩相閃蒸射流的研究主要集中于內(nèi)燃機(jī)燃料閃蒸和海水淡化等領(lǐng)域，主要研究燃料或海水的噴霧特性，來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率或海水淡化效率，目的是研究如何更好利用兩相閃蒸射流中存在的為強(qiáng)烈的相態(tài)變化來(lái)促進(jìn)相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，局限性在于其研究?jī)H限于閃蒸射流在內(nèi)燃機(jī)燃料腔室或閃蒸室內(nèi)的霧化過(guò)程與霧化效果。

目前，在化工安全領(lǐng)域，過(guò)熱液體儲(chǔ)罐兩相泄漏方面尚未進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究，在對(duì)于閃蒸射流擴(kuò)散的流動(dòng)特性與規(guī)律以及演化機(jī)理尚未形成統(tǒng)一的理論體系，不同研究學(xué)者所建立的模型存在較大的差異，針對(duì)性較強(qiáng)，因而在使用上存在很大的局限性，理論發(fā)展尚不完善，缺乏相應(yīng)的技術(shù)方案。中國(guó)發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)?01310523173.7、公開(kāi)號(hào)CN103527934A）公布的一種管道泄漏實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法與本實(shí)用新型在技術(shù)層面上較為接近。該發(fā)明適用于研究管道或儲(chǔ)罐在多種不同泄漏工況條件下氣、液以及氣液混相穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)泄漏的特征與規(guī)律，其技術(shù)路線為：

1）在初始?jí)毫镻、溫度為T(mén)、泄漏單元的泄漏孔橫截面積為S的實(shí)驗(yàn)條件下，通過(guò)氣體穩(wěn)態(tài)泄漏速率公式計(jì)算氣體在泄漏單元的泄漏孔的質(zhì)量泄漏速率Q。

2）在初始?jí)毫镻 、溫度為T(mén)、泄漏單元的泄漏孔橫截面積為 S 的實(shí)驗(yàn)條件下，模擬現(xiàn)場(chǎng)泄漏過(guò)程，計(jì)量得到泄漏孔的質(zhì)量泄漏速率Q_實(shí)。

3）重新設(shè)定初始?jí)毫?、溫度、泄漏單元的泄漏孔橫截面積的值，重復(fù)上述步驟1）、2），得到多組泄漏孔質(zhì)量泄漏速率的計(jì)算值與實(shí)際值；

比較氣體或液體質(zhì)量泄漏速率的計(jì)算值與實(shí)際值，定量描述流量系數(shù)與初始?jí)毫?、溫度、泄漏孔截面積的關(guān)系得到泄漏速率公式的修正模型。

上述專利的技術(shù)方案存在以下主要缺點(diǎn)：

1）未考慮閃蒸射流行為特性

該發(fā)明中不同泄漏工況條件下的泄漏過(guò)程均不涉及相態(tài)變化，且其中氣液混相泄漏僅限于處于穩(wěn)定狀態(tài)下，共存的氣液兩相在不同工況條件下泄漏，不適用于儲(chǔ)存呈亞穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)熱液體在不同泄漏工況條件下發(fā)生的兩相泄漏；無(wú)法開(kāi)展閃蒸射流流動(dòng)擴(kuò)散行為特性與動(dòng)態(tài)演化規(guī)律，如：射流形態(tài)變化規(guī)律、射流中液滴的速度和粒徑變化規(guī)律、溫度分布以及影響范圍預(yù)測(cè)等。

2）研究因素單一