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危化品运输罐车内部气体流动及通风优化研究
| 论文题名： | 危化品运输罐车内部气体流动及通风优化研究 |
| 关键词： | 危化品运输罐车;流场分析;数值模拟;通风优化 |
| 摘要： | 随着我国工业经济的快速发展，危化品运输行业市场规模也在不断扩大，移动罐车是危化品公路运输的最重要载体。按照有关规定，危化品运输罐车等特种设备需要定期进行检验检修，由于罐内有危化物质残留，检验检修之前需要通风换气，达到健康标准后相关人员方可进入罐内作业。常规的通风方法是在罐车人孔处直接送风，存在耗时长、效率低、通风不彻底、危害罐内作业人员健康及安全等诸多弊端。本课题在大量调研的基础上，以某主流型号液化石油气运输罐车为研究对象，采用数值模拟和实验分析相结合的研究方法，对罐车通风方式进行优化设计，旨在快速有效稀释罐内残余有害气体，给操作人员营造安全友好的作业环境，并为罐车通风提供理论支持和科学指导。本文主要研究内容与结论如下： 1.对目前危化品罐车行业常用的在人孔处直接送风的通风方法进行数值模拟，分析其存在的弊端：罐内通风不均匀，新风被限制在局部区域；毒害气体稀释不彻底，被聚集在远离送风处的区域。 2.基于罐车常规通风方式，在罐内布置通风管道进行优化设计，采用数值模拟分析在不同的通风速度、通风孔孔径比和通风孔个数的工况下，通风效果的差异，模拟得出：（1）通风孔个数和孔径比一定的条件下，通风速度为14m/s的效果最优，风速不均匀系数?相对于常规工况优化89.2%，丁烷相对稀释率K可提高1.31倍，且稀释不均匀度??减小61.6%；（2）通风孔个数和通风速度一定的条件下，孔径比为0.4的综合通风效果最优，风速不均匀系数?可减少90.1%，丁烷相对稀释率K提高77.1%并且稀释不均匀度??减小了47.9%；（3）通风速度和孔径比一定的条件下，通风孔个数为1的综合通风效果最好，风速不均匀系数?可减少89.2%，丁烷相对稀释率K提高75.8%，被稀释的不均匀度??可减小42.5%。 3.搭建相似比例为1：8的罐车通风实验平台，在不同通风速度、通风孔孔径比和通风孔个数的设计工况下进行通风优化实验，实验得出：（1）在通风孔个数和孔径比一定的条件下，通风速度越大通风效果更优，风速为14m/s时的通风综合效果最优，风速不均匀性系数1?可优化减少89.0%，罐内空气的优化效率可提高62.8%；（2）在通风速度和通风孔个数一定时，孔径比为0.4的通风综合效果最优，风速不均匀性系数1?可减小87.1%，通风效率可提高51.2%；（3）在通风速度和孔径比一定的前提下，通风孔个数为1的通风综合效果最优，风速不均匀性系数1?可减小87.7%，且罐内通风效率可优化提高44.8%。 4.通过对不同通风参数的实验结果分析，得出的最优通风效果结论和数值模拟所得结论一致，并且通过分析实测值和模拟值的误差验证了结论的可靠性。 |
| 作者： | 张锋涛 |
| 专业： | 化工过程机械 |
| 导师： | 王启立 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2022 |
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