爆炸性气体环境危险区域数值模拟辅助划分方法研究

论文摘要

在现代社会人们的生产活动环境中,不可避免地存在着各种各样的爆炸性气体环境。在这种环境中,电气设备的火花常常是引起爆炸事故的主要原因之一,据统计,由于电气原因所引起的爆炸事故,仅次于明火。因此,严格、细致地划分爆炸危险场所的等级和危险介质的级别,经济合理地选用防爆电气设备,以防止爆炸条件的形成和减轻爆炸危险,是保障企业安全生产的重要措施。在爆炸性气体环境,要想对电气装置危险因素进行有效控制,实现各类电气设备的安全应用,需要对爆炸性气体环境进行合理的危险区域划分,这是正确选择防爆电气装置的前提。然而,在危险区域的划分上,受多种因素限制,比如标准的不统一,实际操作起来往往令人棘手。由此造成了在爆炸性气体环境危险区域划分上存在较为普遍的不规范局面。本文首先对当前在爆炸性气体环境的危险区域划分上存在的主要问题及其原因进行探讨,运用数值计算方法,基于fluent对爆炸性气体扩散进行研究,对典型场所的危险区域划分提供辅助划分方法,使危险区域的范围更加直观具体;并针对爆炸性气体环境的危险区域划分上存在的一些问题,提出改进的爆炸性气体环境危险区域划分方法和建议。本文的创新点在于运用先进的数值模拟方法,优化爆炸性气体环境危险区域的划分,使划分结果更趋于合理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 危险区域划分的存在问题
• 1.2 危险区域划分的研究现状
• 1.3 小结
• 2 爆炸危险区域划分的依据
• 2.1 国内相关标准
• 2.1.1 国家标准
• 2.1.1.1 区域等级
• 2.1.1.2 释放源
• 2.1.1.3 危险区域划分影响因素
• 2.1.2 行业标准
• 2.2 国外相关标准
• 2.2.1 德国
• 2.2.2 日本
• 2.2.3 美国
• 2.3 小结
• 3 数值计算方法
• 3.1 引论
• 3.2 射流分类
• 3.3 湍流的基本方程
• 3.3.1 时均化假设
• 3.3.2 不可压缩假设
• 3.3.3 射流的各向异性处理
• 3.3.4 主要的控制方程
• 3.4 SIMPLE算法
• 3.5 验证模型
• 3.6 小结
• 4 CFD模型的建立
• 4.1 Fluent简介及求解方法
• 4.1.1 Fluent基本构成
• 4.1.2 Fluent模拟程序
• 4.1.2.1 准备工作
• 4.1.2.2 基本步骤
• 4.2 建模过程
• 4.2.1 物理模型的抽象
• 4.2.2 边界条件的设置
• 4.3 小结
• 5 计算结果及分析
• 5.1 应用Fluent对实例进行计算
• 5.1.1 释放气体为丙烷
• 5.1.1.1 操作压力为355Pa，其他因素不变
• 5.1.1.2 操作压力为980Pa，其他因素不变
• 5.1.1.3 操作压力为1765Pa，其他因素不变
• 5.1.1.4 改变风速，其他因素不变
• 5.1.2 释放气体为甲烷
• 5.1.2.1 操作压力为355Pa，其他因素不变
• 5.1.2.2 操作压力为980Pa，其他因素不变
• 5.1.2.3 操作压力为1765Pa，其他因素不变
• 5.1.2.4 改变风速，其他因素不变
• 5.1.3 同种条件，不同释放气体
• 5.2 验证
• 5.3 结果分析
• 6 结论
• 参考文献
• 附录A
• 致谢
• 在校期间发表的学术论文及研究成果
• 详细摘要