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火烧环境无隔热气瓶超压工程预测模型构建
1
作者
韩冰
戴行涛
+3 位作者
刘岩
闫兴清
李岳
喻健良
《压力容器》
北大核心
2025年第4期41-47,共7页
针对火烧环境下气瓶受热快速升温引发的承压能力降低问题,以无隔热气瓶为研究对象,利用热力学、传热学、材料力学等理论,通过合理简化及假设,构建气瓶内部超压及破裂工程预测模型。基于Matlab软件编制模型计算程序,选取3组天然气气瓶火...
针对火烧环境下气瓶受热快速升温引发的承压能力降低问题,以无隔热气瓶为研究对象,利用热力学、传热学、材料力学等理论,通过合理简化及假设,构建气瓶内部超压及破裂工程预测模型。基于Matlab软件编制模型计算程序,选取3组天然气气瓶火烧试验作为算例,调用REFPROP软件确定不同温度和压力下的甲烷物性参数,并将模型计算结果与试验值进行对比。结果表明,模型计算结果可靠性的关键是火焰温度和火焰向壁面对流传热系数的设置,现有文献推荐的火焰温度和对流传热系数使得计算值显著高于试验值。当火焰温度设置为1000 K,对流传热系数设置为15W/(m2·K)时,3组算例计算得到的气瓶内气体压力与试验值较为吻合。研究结果可为量化火烧环境无隔热气瓶的传热及材料强度失效机制提供参考。
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关键词
气瓶
无隔热
超压
火烧环境
工程模型
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职称材料
API 521—2020火灾环境下气体压力容器安全泄放量计算讨论
被引量：
2
2
作者
韩冰
戴行涛
+2 位作者
闫兴清
李岳
喻健良
《压力容器》
北大核心
2024年第7期49-55,共7页
为深入理解压力容器超压泄放设计,针对火灾环境下无隔热气体压力容器的安全泄放量计算问题,推导了气体压力容器泄放过程的质量及能量平衡方程,分析了方程求解过程的简化及假设条件,明确了API 520—2020标准内火灾环境无隔热气体压力容...
为深入理解压力容器超压泄放设计,针对火灾环境下无隔热气体压力容器的安全泄放量计算问题,推导了气体压力容器泄放过程的质量及能量平衡方程,分析了方程求解过程的简化及假设条件,明确了API 520—2020标准内火灾环境无隔热气体压力容器安全泄放量公式的来源,研究了各简化假设条件对安全泄放量计算结果的影响。结果表明,API 521—2020安全泄放量公式是在质量平衡及能量平衡方程基础上,对一些参数进行工程简化得到的。其假设简化条件包括:泄放过程定压、火焰热量经壁面完全传递至气体、大空间竖直平板自然对流、采用常温常压空气物性简化实际气体的h'/(c_(p)M^(1/2))、理想气体假设、容器壁面不发生破坏及壁面温度推荐取固定值。上述简化及假设条件均使安全泄放量计算结果偏于保守,在应用时偏安全。研究可为科学开展火灾环境下气体压力容器超压泄放设计提供一定的指导。
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关键词
气体压力容器
火灾环境
超压
安全泄放量
API
521—2020标准
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职称材料
高压储氢气瓶爆炸能量演化机制及威力评估
3
作者
李贝
于浩申
+3 位作者
韩冰
戴行涛
李广印
刘岩
《爆炸与冲击》
2025年第11期60-72,共13页
为掌握火灾环境下高压储氢气瓶爆炸能量产生、转化及耗散机制对气瓶爆炸的影响,以充装氢气和氮气的6.8L-30MPaⅢ型高压气瓶爆炸引发试验为基础,开展了气瓶极限承压判据、爆炸动力学行为及威力评估研究。结果表明:火灾可显著降低气瓶承...
为掌握火灾环境下高压储氢气瓶爆炸能量产生、转化及耗散机制对气瓶爆炸的影响,以充装氢气和氮气的6.8L-30MPaⅢ型高压气瓶爆炸引发试验为基础,开展了气瓶极限承压判据、爆炸动力学行为及威力评估研究。结果表明:火灾可显著降低气瓶承压能力,气瓶的临界爆破压力由常温时的125.1MPa降至火灾时的46.8MPa,承压能力下降约62.6%。储氢气瓶爆炸呈现典型的物理-化学复合特征,产生了直径约9m的火球,冲击波峰值压力在距离爆源2 m处达882.47 kPa,正压持续时间为168.11 ms;相同位置处的氮气瓶爆炸冲击波峰值为59.42 kPa,正压持续时间为2.17ms,爆炸威力远小于氢气瓶。探讨了开敞环境下氢气瓶与氮气瓶爆炸能量的转化路径,建立了开敞环境下储氢气瓶爆炸威力评估方法,研究结果可为完善高压储氢气瓶爆炸事故风险评估提供参考。
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关键词
爆炸
储氢气瓶
Ⅲ型瓶
风险评估
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职称材料
题名
火烧环境无隔热气瓶超压工程预测模型构建
1
作者
韩冰
戴行涛
刘岩
闫兴清
李岳
喻健良
机构
国家
市场
监督
管理
总局
重点
实验室
(
气
瓶
安全
技术
)
大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司
大连理工大学化工学院
出处
《压力容器》
北大核心
2025年第4期41-47,共7页
基金
国家市场监管重点实验室(气瓶安全技术)开放课题项目(2023K02)。
文摘
针对火烧环境下气瓶受热快速升温引发的承压能力降低问题,以无隔热气瓶为研究对象,利用热力学、传热学、材料力学等理论,通过合理简化及假设,构建气瓶内部超压及破裂工程预测模型。基于Matlab软件编制模型计算程序,选取3组天然气气瓶火烧试验作为算例,调用REFPROP软件确定不同温度和压力下的甲烷物性参数,并将模型计算结果与试验值进行对比。结果表明,模型计算结果可靠性的关键是火焰温度和火焰向壁面对流传热系数的设置,现有文献推荐的火焰温度和对流传热系数使得计算值显著高于试验值。当火焰温度设置为1000 K,对流传热系数设置为15W/(m2·K)时,3组算例计算得到的气瓶内气体压力与试验值较为吻合。研究结果可为量化火烧环境无隔热气瓶的传热及材料强度失效机制提供参考。
关键词
气瓶
无隔热
超压
火烧环境
工程模型
Keywords
gas cylinder
uninsulated
overpressure
fire environment
engineering model
分类号
TH49 [机械工程—机械制造及自动化]
O643.21 [理学—物理化学]
TK124 [动力工程及工程热物理—工程热物理]
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职称材料
题名
API 521—2020火灾环境下气体压力容器安全泄放量计算讨论
被引量：
2
2
作者
韩冰
戴行涛
闫兴清
李岳
喻健良
机构
国家
市场
监督
管理
总局
重点
实验室
(
气
瓶
安全
技术
)
大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司
大连理工大学化工学院
出处
《压力容器》
北大核心
2024年第7期49-55,共7页
基金
国家市场监督管理总局重点实验室(气瓶安全技术)开放课题(2023K02)。
文摘
为深入理解压力容器超压泄放设计,针对火灾环境下无隔热气体压力容器的安全泄放量计算问题,推导了气体压力容器泄放过程的质量及能量平衡方程,分析了方程求解过程的简化及假设条件,明确了API 520—2020标准内火灾环境无隔热气体压力容器安全泄放量公式的来源,研究了各简化假设条件对安全泄放量计算结果的影响。结果表明,API 521—2020安全泄放量公式是在质量平衡及能量平衡方程基础上,对一些参数进行工程简化得到的。其假设简化条件包括:泄放过程定压、火焰热量经壁面完全传递至气体、大空间竖直平板自然对流、采用常温常压空气物性简化实际气体的h'/(c_(p)M^(1/2))、理想气体假设、容器壁面不发生破坏及壁面温度推荐取固定值。上述简化及假设条件均使安全泄放量计算结果偏于保守,在应用时偏安全。研究可为科学开展火灾环境下气体压力容器超压泄放设计提供一定的指导。
关键词
气体压力容器
火灾环境
超压
安全泄放量
API
521—2020标准
Keywords
gas pressure vessel
fire environment
overpressure
safety relief capacity
API 521—2020 standard
分类号
TH49 [机械工程—机械制造及自动化]
TG435 [金属学及工艺—焊接]
T-652.2 [一般工业技术]
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职称材料
题名
高压储氢气瓶爆炸能量演化机制及威力评估
3
作者
李贝
于浩申
韩冰
戴行涛
李广印
刘岩
机构
国家
市场
监督
管理
总局
重点
实验室
(
气
瓶
安全
技术
)
出处
《爆炸与冲击》
2025年第11期60-72,共13页
基金
国家市场监督管理总局重点实验室(气瓶安全技术)开放课题(2023K01)
国家市场监管总局科技计划项目(2024MK131)。
文摘
为掌握火灾环境下高压储氢气瓶爆炸能量产生、转化及耗散机制对气瓶爆炸的影响,以充装氢气和氮气的6.8L-30MPaⅢ型高压气瓶爆炸引发试验为基础,开展了气瓶极限承压判据、爆炸动力学行为及威力评估研究。结果表明:火灾可显著降低气瓶承压能力,气瓶的临界爆破压力由常温时的125.1MPa降至火灾时的46.8MPa,承压能力下降约62.6%。储氢气瓶爆炸呈现典型的物理-化学复合特征,产生了直径约9m的火球,冲击波峰值压力在距离爆源2 m处达882.47 kPa,正压持续时间为168.11 ms;相同位置处的氮气瓶爆炸冲击波峰值为59.42 kPa,正压持续时间为2.17ms,爆炸威力远小于氢气瓶。探讨了开敞环境下氢气瓶与氮气瓶爆炸能量的转化路径,建立了开敞环境下储氢气瓶爆炸威力评估方法,研究结果可为完善高压储氢气瓶爆炸事故风险评估提供参考。
关键词
爆炸
储氢气瓶
Ⅲ型瓶
风险评估
Keywords
explosion
hydrogen storage tank
type Ⅲ tank
hazards assessment
分类号
O389 [理学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
火烧环境无隔热气瓶超压工程预测模型构建
韩冰
戴行涛
刘岩
闫兴清
李岳
喻健良
《压力容器》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
API 521—2020火灾环境下气体压力容器安全泄放量计算讨论
韩冰
戴行涛
闫兴清
李岳
喻健良
《压力容器》
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
高压储氢气瓶爆炸能量演化机制及威力评估
李贝
于浩申
韩冰
戴行涛
李广印
刘岩
《爆炸与冲击》
2025
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职称材料
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参考文献
引证文献
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