[發(fā)明專利]一種基于天然氣熱輻射的安全距離確定方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010157797.1
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN111368445B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡美娟;李鶴;封輝;楊明;鄒斌;尚臣;謝萍;武奕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F119/14;G06F113/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

1.一種基于天然氣熱輻射的安全距離確定方法，其特征在于，包括：

獲取可燃?xì)怏w參數(shù)；所述可燃?xì)怏w參數(shù)包括可燃?xì)怏w分子質(zhì)量、氣體定壓比熱、氣體定容比熱、氣體初始溫度、初始?xì)怏w壓力、泄漏面積以及孔流系數(shù)；

根據(jù)所述可燃?xì)怏w參數(shù)確定質(zhì)量流量；

根據(jù)所述質(zhì)量流量確定等效火源直徑以及燃燒產(chǎn)熱；

根據(jù)所述等效火源直徑確定噴射火焰高度；

根據(jù)所述噴射火焰高度確定噴射火焰表面積；

根據(jù)所述燃燒產(chǎn)熱以及所述噴射火焰表面積確定表面輻射功率；

獲取觀測(cè)點(diǎn)距離泄漏點(diǎn)的距離以及當(dāng)?shù)卮髿庵械乃謮海?/p>

根據(jù)所述噴射火焰高度以及所述觀測(cè)點(diǎn)距離泄漏點(diǎn)的距離確定最大視角因子；

根據(jù)所述當(dāng)?shù)卮髿庵械乃謮捍_定大氣透射率；

根據(jù)所述表面輻射功率、所述大氣透射率以及所述最大視角因子確定任一位置處的熱輻射；

根據(jù)所述熱輻射確定安全距離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于天然氣熱輻射的安全距離確定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述可燃?xì)怏w參數(shù)確定質(zhì)量流量，具體包括：

根據(jù)公式確定質(zhì)量流量；

其中，C₀為孔流系數(shù)，圓孔取1；A₁為泄漏面積；m′為質(zhì)量流量；P_init為初始?xì)怏w壓力；γ為比熱比；T_s為氣體初始溫；W_g為可燃?xì)怏w分子質(zhì)量；R_c為普適氣體常數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于天然氣熱輻射的安全距離確定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述質(zhì)量流量確定等效火源直徑以及燃燒產(chǎn)熱，具體包括：

根據(jù)公式確定等效火源直徑；

其中，Ds為等效火源直徑，ρ_air為大氣密度；u_j為噴射氣流速度；

根據(jù)公式Q′＝m′×ΔH_c確定燃燒產(chǎn)熱；

其中，Q′為燃燒產(chǎn)熱；ΔH_c為可燃?xì)怏w燃燒熱；π為圓周率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于天然氣熱輻射的安全距離確定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述等效火源直徑確定噴射火焰高度，具體包括：

根據(jù)公式確定噴射火焰高度；

其中，L_b為噴射火焰高度；L_b0為靜止空氣中火焰長(zhǎng)度，L_b0＝Y(jié)×D_s，Y為第一輔助變量；θ為泄漏噴口與水平面傾斜角；u_w為風(fēng)速。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于天然氣熱輻射的安全距離確定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述噴射火焰高度確定噴射火焰表面積，具體包括：

根據(jù)公式確定噴射火焰表面積；

其中，A₂為噴射火焰表面積；W₁為火焰底部寬度；W₂為火焰頂部寬度；R_l為燃燒中的火焰長(zhǎng)度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于天然氣熱輻射的安全距離確定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述燃燒產(chǎn)熱以及所述噴射火焰表面積確定表面輻射功率，具體包括：

根據(jù)公式SEP＝F_s×Q′/A₂確定表面輻射功率；

其中，SEP為表面輻射功率；F_s為熱能向表面輻射的轉(zhuǎn)化比例。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于天然氣熱輻射的安全距離確定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述噴射火焰高度以及所述觀測(cè)點(diǎn)距離泄漏點(diǎn)的距離確定最大視角因子，具體包括：

根據(jù)公式確定最大視角因子；

其中，F(xiàn)_max為最大視角因子；F_v為垂直視角因子；F_h為水平視角因子。