[發明專利]一種化工管廊事故多米諾效應預測方法

在審

• 申請號: 201910160600.7
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN111723439A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 周寧;許貝爾;李雪;鄭鑫;黃維秋;梅苑;任福平
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/04;G06F119/08;G06F119/14;G06F113/14
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種化工管廊事故多米諾效應預測方法，其特征在于，包括:

根據化工管廊管道受到的熱輻射量、管道發射率以及光譜發射率確定受到熱輻射后管道溫度T函數；根據管道溫度T函數和管道失效的最低溫度T_min確定管道失效時所達到的最低溫度；

根據化工管廊管道外徑、化工管廊管道的壁厚、由空氣向構件表面的傳熱系數、空氣溫度、管道失效的最低溫度T_min以及鋼的密度建立失效溫度變化與時間間隔的關系函數；根據失效溫度變化與時間間隔的關系函數確定管道達到失效所需的升溫時間以及管道失效時的溫度變化量。

2.根據權利要求1所述的一種化工管廊事故多米諾效應預測方法，其特征是：確定受到熱輻射后管道溫度T的函數如下：

式中Q為化工管廊管道受到熱輻射量；ξ為管道發射率；C為光譜發射率。

3.根據權利要求1所述的一種化工管廊事故多米諾效應預測方法，其特征是：根據管道溫度T和管道失效的最低溫度T_min確定管道失效時所達到的最低溫度的方法如下：

將管道溫度T轉換成攝氏溫度，即T-273，

當(T-273)T_min時，管道正常；

當(T-273)T_min時，管道失效；此時管道溫度T即為管道失效時所達到的最低溫度，其中T_min為管道失效的最低溫度。

4.根據權利要求1所述的一種化工管廊事故多米諾效應預測方法，失效溫度變化與時間間隔的關系函數的表達式如下：

其中其中D為化工管廊管道外徑；δ為化工管廊管道的壁厚；α_r為以輻射方式由空氣向構件表面的傳熱系數，T_min為管道失效最低溫度；△t_i為時間間隔；ΔT_i為失效溫度變化，ρ_s為鋼的密度，T_g為中間變量，c_s為鋼的比熱容。

5.根據權利要求4所述的一種化工管廊事故多米諾效應預測方法，中間變量T_g的計算方法為：

其中n為迭代次數即時間按照時間間隔增加的次數，初始值為1，T_g(0)實時氣溫。

6.根據權利要求4所述的一種化工管廊事故多米諾效應預測方法，確定管道達到失效所需的升溫時間的具體方法為：

管道溫度變化量T′_c的表達式為:

比較T′_c+T₀＞T_min，若T′_c+T₀＜T_min迭代繼續即時間按照時間間隔繼續增加，n等于n+1；

若T′_c+T₀＞T_min，迭代結束，其中T₀為管道運行溫度，此時確定n迭代次數，即可求出管道達到失效時的溫度變化量；

此時管道達到失效的升溫時間t的表達式為：

7.根據權利要求4～6任意一項權利要求所述的一種化工管廊事故多米諾效應預測方法，其特征是，以輻射方式由空氣向構件表面的傳熱系數α_r的表達式為：

其中，ζ_r為綜合輻射系數，ζ_r＝ζ_f·ζ_m；其中ζ_f為與著火房間有關的輻射系數；ζ_m為與構件表面特性有關的輻射系數；Ts為鋼管道的絕對溫度。