快開(kāi)門式壓力容器帶壓開(kāi)啟過(guò)程數(shù)值模擬研究及結(jié)構(gòu)安全性改進(jìn)分析.pdf

1、快開(kāi)門式壓力容器廣泛地應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。帶壓開(kāi)門引起的高速?zèng)_擊是快開(kāi)門式壓力容器使用過(guò)程中最常見(jiàn)的事故原因之一。快開(kāi)門式壓力容器帶壓開(kāi)門過(guò)程的分析與研究，對(duì)提高快開(kāi)門式壓力容器運(yùn)行的安全性有重要意義。
　　快開(kāi)門式壓力容器帶壓開(kāi)啟引起的高速?zèng)_擊過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的流固耦合過(guò)程，其基本原理涉及流體力學(xué)、固體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)等多個(gè)方面。本文針對(duì)立式和臥式快開(kāi)門式壓力容器，采用Eulerian/Lagrangian混合方法及高速

2、可壓縮氣體、動(dòng)網(wǎng)格等計(jì)算流體分析技術(shù)，建立了一組用來(lái)預(yù)測(cè)快開(kāi)門式壓力容器帶壓開(kāi)門引起的高速?zèng)_擊過(guò)程的數(shù)值仿真模型，并利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)確性。然后采用該模型分別對(duì)立式與臥式快開(kāi)門式壓力容器在不同開(kāi)門壓力以及不同結(jié)構(gòu)情況下的帶壓開(kāi)啟引起的高速?zèng)_擊過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬和分析。得到主要結(jié)論如下:
　　(1)快開(kāi)門式壓力容器帶壓開(kāi)門引起的高速?zèng)_擊過(guò)程，主要受到容器容積、開(kāi)門時(shí)殘余壓力、卡箍長(zhǎng)度、卡箍與簡(jiǎn)體凸緣之間的間隙以及卡箍與

3、快開(kāi)門蓋邊緣之間的間隙等因素的影響。
　　(2)快開(kāi)門蓋的物理加速過(guò)程完成的非常快，快開(kāi)門式壓力容器帶壓開(kāi)啟初期，門蓋所受壓力很大，門蓋速度迅速增大;待完全開(kāi)啟后，門蓋受力迅速減小，最終容器內(nèi)外壓力達(dá)到基本平衡。
　　(3)通過(guò)分析快開(kāi)門式壓力容器帶壓開(kāi)門引起的高速?zèng)_擊過(guò)程以及對(duì)影響門蓋沖擊力的因素研究，對(duì)快開(kāi)門式壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及安全管理提出了建議。對(duì)快開(kāi)門式壓力容器，應(yīng)嚴(yán)格控制其開(kāi)門時(shí)的殘余壓力，在設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)降低設(shè)備的