一种L型侧向泄爆导管结构设计方法技术

本发明专利技术涉及安全防控技术领域，尤其涉及一种L型侧向泄爆导管结构设计方法，包括集现场环境资料，并进行同比例放缩；设计结构比例系数，并计算出水平导管长度和竖直导管长度；通过FLACS构建n个爆室；并设置压力检测点，测量得到泄爆导管对爆室压力值；计算最终泄爆导管结构系数，并根据泄爆导管结构系数得到水平导管长度和竖直导管长度的值。本发明专利技术提供与数值模拟结合分析泄爆效果，完善泄爆导管结构设计，并为地下空间的安全防控工作提供参考。并为地下空间的安全防控工作提供参考。并为地下空间的安全防控工作提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种L型侧向泄爆导管结构设计方法


[0001]本专利技术涉及安全防控
，尤其涉及一种L型侧向泄爆导管结构设计方法。

技术介绍

[0002]随着社会的不断发展，人们对绿色生活的追求不断提高，国内燃气建设工程也日趋完善。在埋地长输管道服役时，在腐蚀、外力损伤、地形变化等因素以及内压耦合作用下会发生管泄漏和断裂。燃气管道故障而引发泄漏，遇到火源极易发生爆炸事故，如果不能采取切实有效的预防措施，势必造成严重的人身伤害和财产损失。
[0003]鉴于城市地下空间设置通风口、排水口、检查口等各种开口，通过这些开口泄放燃气爆炸的爆炸波和火焰，城市地下空间的泄爆技术是一个重要的考虑因素。针对受限空间爆炸可能产生破坏隐患，一般通过设置泄爆口，很多学者也对此开展研究，但泄爆口局限性较大，受现场环境影响，很多情况下无法实现安全排放。因此，在地下空间中采用侧向泄爆方式，借助L型导管引导爆炸后产生的物质和能量排放到安全区域，保护地下空间结构。

技术实现思路

[0004]针对现有算法的不足，本专利技术提供与数值模拟结合分析泄爆效果，完善泄爆导管结构设计，并为地下空间的安全防控工作提供参考。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种L型侧向泄爆导管结构设计方法包括以下步骤：
[0006]步骤一、采集现场环境资料，并进行同比例放缩；
[0007]进一步的，现场环境资料包括：地下空间环境参数和地下空间设计参数。
[0008]进一步的，地下空间环境参数包括气体组分及浓度、压力和温度。r/>[0009]进一步的，地下空间设计参数包括地下空间内部尺寸、泄爆导管总长度和有效泄爆面积。
[0010]步骤二、设计结构比例系数，并计算出水平导管长度和竖直导管长度；
[0011]进一步的，结构比例系数的公式为：
[0012][0013]其中，n为泄爆导管总长平均分割段数，取值{1，2，3
…
}；i为变量，取值{0，1，2，3
…
}；K
i
为第i组泄爆导管结构比例系数；为第i组水平导管长度，单位m；为第i组竖直导管长度，单位m。
[0014]进一步的，水平导管长度和竖直导管长度的公式为：
[0015][0016][0017]式中，L为泄爆导管总长，单位m；K
i
为第i组泄爆导管结构比例系数。
[0018]步骤三、通过FLACS构建n个爆室；其中，第1个爆室设置泄爆口，用于对比分析，n
‑
1个爆室分别设置对应结构比例系数泄爆导管，用于研究不同结构比例系数泄爆导管泄爆泄
爆效果；
[0019]并设置压力检测点P
i
，0≤i≤n，通过FLACS软件测量得到泄爆导管对爆室压力值；
[0020]步骤四、计算最终泄爆导管结构系数，并根据泄爆导管结构系数得到水平导管长度和竖直导管长度的值；
[0021]进一步的，计算最终泄爆导管结构系数是选择最大压力峰值时间且爆室压力值与泄爆口压力值的差值最小，对应的泄爆导管结构系数。
[0022]步骤五、根据最终泄爆导管结构系数得到对应的水平导管长度和竖直导管长度。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]1、引入结构比例系数，并结合数值模拟优化泄爆导管结构设计，合理设计泄爆导管，为地下空间的安全防控工作提供参考；并保证安全排放爆炸产生的物质和能量，降低地下空间爆炸压力，从而保护地下空间内部结构；
[0025]2、优化泄爆导管结构设计，大大节约了成本，增益泄爆效果，具有较大的工程应用价值。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的L型侧向泄爆导管结构设计方法流程图；
[0027]图2是本专利技术的不同爆室三维模型结构图；
[0028]图3是本专利技术的不同结构比例系数压力变化曲线图；
[0029]图4是本专利技术的不同爆室中心位置峰值压力及时间曲线图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0031]如图1所示，是本专利技术具体实施方式提供的一种L型侧向泄爆导管结构设计方法的流程图，所述方法包括如下步骤：
[0032]步骤一、采集现场环境资料；
[0033]本实施例选取下述设定工况，环境参数设置包括甲烷浓度为10％，环境压力为标准大气压，环境温度为20℃；地下空间内部尺寸为1.8m
×
2.8
×
10m，泄爆导管总长度为6m，有效泄爆面积为0.25m2；为了提高计算机运算速度与准确度，模型同比放缩5倍，模拟中爆室尺寸为0.36m
×
0.56m
×
2m，泄爆导管长度为1.2m，有效泄爆面积为0.01m2。
[0034]步骤二、引入结构比例系数K
i
，计算出水平导管长度和水平导管长度
[0035]将步骤一中泄爆导管长度1.2m代入到公式(1)
‑
(3)中，设置n＝6，计算结果如表1所示；其中，i＝0，设置泄爆口；i≥1，设置泄爆导管。
[0036]表1不同爆室设置工况
[0037][0038]步骤三、通过FLACS构建6个爆室，设置压力监测点P
i
。
[0039]根据步骤一，构建6个爆室尺寸为0.36m
×
0.56m
×
2m，结合步骤二、步骤三中表1设置工况，爆室编码为：001、002、003、004、005、006；并在爆室中心位置设置压力监测点P
i
，三维模型如图2。
[0040]步骤四、确定最佳结构比例系数。
[0041]根据步骤三中设置的压力监测点，通过FLACS软件输出压力值，并绘制不同结构比例系数压力变化曲线图3，比较不同结构比例系数泄爆导管对爆室压力的影响；K5对应曲线压力峰值显然小于其它曲线，且达到峰值的时间延迟，缓冲效果显著，由此发现，0<i≤4时，对泄爆效果影响较小。
[0042]如图4所示，不同爆室中心位置峰值压力及时间曲线图。001爆室，时间0.118s，达到峰值压力为0.328MPa；002爆室，时间0.101s，达到峰值压力为0.542MPa；003爆室，时间0.105s，达到峰值压力为0.526MPa；004爆室，时间0.096s，达到峰值压力为0.568MPa；005爆室，时间0.105s，达到峰值压力为0.536MPa；006爆室，时间0.150s，达到峰值压力为0.377MPa。
[0043]步骤五、根据最终泄爆导管结构系数得到对应的水平导管长度和竖直导管长度；
[0044]由此得出，当i＝5，泄爆导管结构系数为5/1，峰值压力接近直接泄爆方式(泄爆口i＝0)，且延缓达到峰值时间，具有较好缓冲作用。因此，设置n＝6，K5为最佳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种L型侧向泄爆导管结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、采集现场环境资料，并进行同比例放缩；步骤二、设计结构比例系数，并计算出水平导管长度和竖直导管长度；步骤三、通过FLACS构建n个爆室，其中，第1个爆室设置泄爆口，用于对比分析，n
‑
1个爆室分别设置对应结构比例系数泄爆导管；并设置压力检测点，测量得到泄爆导管对爆室压力值；步骤四、计算最终泄爆导管结构系数，并根据泄爆导管结构系数得到水平导管长度和竖直导管长度的值。2.根据权利要求1所述的L型侧向泄爆导管结构设计方法，其特征在于，现场环境资料包括：地下空间环境参数和地下空间设计参数。3.根据权利要求2所述的L型侧向泄爆导管结构设计方法，其特征在于，地下空间环境参数包括：气体组分及浓度、压力和温度。4.根据权利要求2所述的L型侧向泄爆导管结构设计方法，其特征在于，地下空间内部尺寸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周星，郝永梅，姚强，吴凡，李敏，薛寒，
申请(专利权)人：益声管道科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：