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专利号: 2019108303683
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种燃气管道射流火焰作用范围预测方法,其特征是,包括如下步骤:采集管道设计参数和周围环境资料;

确定预设伤害程度所对应的热通量;

根据管道设计参数、周围环境资料、热通量,计算获取预设伤害程度所对应的各角度射流火焰作用范围;

根据管道设计参数、周围环境资料、热通量,计算获取预设伤害程度所对应的各角度射流火焰作用范围,包括:

根据管道设计参数和周围环境资料,计算获取管道泄漏燃气的质量流速及其对应的射流火焰长度;

将管道泄漏燃气的质量流速、射流火焰长度、热通量代入预设模型,计算获取预设伤害程度所对应的各角度射流火焰作用范围;

将管道泄漏燃气的质量流速、射流火焰长度、热通量代入预设模型,计算获取预设伤害程度所对应的各角度射流火焰作用范围,还包括:将管道泄漏燃气的质量流速、热通量代入经典预测模型,计算获取预设伤害程度所对应的射流火焰作用范围;

所述经典预测模型,其表达式如下:其中,

式中,r为预设伤害程度所对应的射流火焰作用范围,r'为预设伤害程度所对应的目标与火焰中心之间的距离,Q为管道泄漏燃气的质量流速,η为效率因子,Hc为燃气燃烧热,Tjet为辐射率系数,I(r')为预设伤害程度所对应的热通量;

如果r不大于预设阈值,所述预设模型,其表达式如下:如果r大于预设阈值,所述预设模型,其表达式如下:式中,ra为预设伤害程度所对应的各角度射流火焰作用范围,θ为管道裂孔轴线与水平面之间的夹角,Lb为有风条件下射流火焰的长度。

2.根据权利要求1所述的燃气管道射流火焰作用范围预测方法,其特征是,确定预设伤害程度所对应的热通量,包括:参照热通量伤害准则,确定预设伤害程度所对应的热通量;

所述伤害程度包括对人的影响程度,所述对人的影响程度包括安全、重伤、死亡中的至少任一项。

3.根据权利要求1所述的燃气管道射流火焰作用范围预测方法,其特征是,所述管道设计参数包括管内燃气压力、管内燃气温度,所述周围环境资料包括管外大气压力、管外环境温度、管外环境风速。

4.根据权利要求3所述的燃气管道射流火焰作用范围预测方法,其特征是,如果泄漏燃气为声速流动,所述质量流速的计算公式如下:如果泄漏燃气为亚声速流动,所述质量流速的计算公式如下:式中,Q为管道泄漏燃气的质量流速,Cd为燃气泄漏系数,A为管道裂孔面积,P为管内气体压力,M为燃气摩尔质量,K为燃气绝热指数,R为燃气常数,T为管内燃气温度,P0为管外大气压力。

5.根据权利要求4所述的燃气管道射流火焰作用范围预测方法,其特征是,泄漏燃气为声速流动的判定条件为:

泄漏燃气为亚声速流动的判定条件为:

6.根据权利要求4所述的燃气管道射流火焰作用范围预测方法,其特征是,所述射流火焰长度,其表达式如下:

Lbo=Y×DS,

其中,

ρ0=P0×W0/(8.314×T0),式中,Lbo为无风条件下射流火焰的长度,Lb为有风条件下射流火焰的长度,uw为管外环境风速,e为自然常数,θ为管道裂孔轴线与水平面之间的夹角,Y为过程函数,DS为燃烧等效直径,ρ0为空气密度,uj为管道裂孔处燃气泄漏流速,W0为空气摩尔质量,T0为管外环境温度,Cb为常数,Ca和Cc为系数,g为重力加速度,F为泄漏燃气与空气的混合气体中燃气质量所占比例。

7.根据权利要求1所述的燃气管道射流火焰作用范围预测方法,其特征是,所述预设阈值为Lb×tanθ,所述燃气包括天然气。