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化工容器物理超压泄放装置的程序设计与开发

作　者: 王利明
导　师: 王淑兰
学　校: 大连理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 物理超压泄放泄放装置程序编制两相流动泄放面积
分类号: TQ050-39
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

化工容器的超压泄放是现代化工生产中一个重要的安全问题,容器超压如果得不到及时的解决,将会引发爆炸,造成巨大的损失。因此,研究如何使超压容器得到及时安全的泄放对于国家财产和人民生命安全具有重大的意义。本文的工作主要对物理超压的泄放进行研究,建立一个使用范围广泛,操作方便,设计精度高的化工容器物理超压泄放的计算机设计系统。本文主要工作如下: 1、以设计程序为目的,论文着重从设计方法和设计模型等方面,对现有的研究成果进行了分析和评述。从能量和质量方程出发,运用流体力学知识分析了影响泄放系数C_d的两个因素,并给出了泄放系数的简便计算公式。探讨了用两相流模型求解泄放面积的方法和适用范围,对比了API520和DIERS中给出的两相流模型计算方法的特点。 2、在分析比较了API520、IS06718和GB567物理超压泄放设计标准的基础上确定单相流采用API520标准进行设计编程,两相流采用DIERS标准进行设计编程。采用Visual Basic6.0语言编制的设计软件,具有人机对话界面友好,操作界面可视化,使用方便等优点。程序中应用Access2000建立的临界参数数据库、液体和气体性质数据库等关系数据库,减少了用户的数据输入量,避免了手工查寻设计图表的麻烦。采用可视化DAO技术实现了程序与数据库的连接并且允许用户更新数据库,增强了程序的可扩充性能。 3、程序可以对物理超压的泄放量、泄放面积和泄放口径进行计算。程序可以自动完成以下几方面的设计计算:盛装蒸气类物质的容器的超压泄放;盛装压缩气体的容器的超压泄放;盛装液化气体的容器的超压泄放;盛装液态物质的容器的超压泄放;盛装两相混合物质的容器的超压泄放。 4、压力泄放系统的方案设计对石油化工厂中的安全生产是至关重要的。本文方案设计阶段由下列的步骤所组成:首先,决定是否使用压力泄放装置,如果需要该程序会自动确定压力泄放装置的类型,即安全阀或爆破片。而后根据具体的情况自动选择泄放装置的型式。本程序中提供了5种型式的安全阀和8种型式的爆破片,可供用户自动选取,并给出计算结果和示意图。 5、超压泄放设计系统程序完成后经过算例的考核,平均设计误差为6%左右。为工程设计人员提供设计依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
引言  10-12
1 文献综述  12-31
  1．1 物理超压的特点  12
  1．2 物理超压的原因  12-14
  1．3 物理超压泄放设计方法  14-18
  1．4 物理超压泄放的流体力学模型分析  18-31
    1．4．1 泄放管的模型简化及基本方程  18-21
    1．4．2 气体泄放理论的研究  21-25
    1．4．3 液体泄放理论的研究  25-26
    1．4．4 泄放系数的研究与计算  26-31
2 压力泄放系统的尺寸设计  31-43
  2．1 概述  31
  2．2 压力容器的安全泄放量计算  31-34
    2．2．1 压缩气体或水蒸汽容器的安全泄放量  32
    2．2．2 液化气体容器的安全泄放量  32-34
  2．3 压力容器的泄放面积计算  34-38
  2．4 两相流模型泄放设计  38-42
    2．4．1 传统非均相泄放模型  39
    2．4．2 实用均相泄放模型DIERS模型  39-42
  2．5 小结  42-43
3 相关设计参数的计算方法讨论与分析  43-56
  3．1 压缩因子的求解方程  43-52
    3．1．1 实际气体的状态方程  43-47
    3．1．2 对比态原理及其应用  47-49
    3．1．3 压缩因子计算方程的选择  49-50
    3．1．4 R-K-S状态方程和Pitzer的普遍化关系式计算压缩因子的计算精度分析  50-52
  3．2 混合气体的热力学性质  52-54
    3．2．1 混合气体的混合规则介绍及对比  53-54
    3．2．2 混合气体混合规则的选择  54
  3．3 两相流泄放设计参数的确定  54
  3．4 小结  54-56
4 压力泄放系统的方案设计  56-69
  4．1 引言  56
  4．2 压力泄放装置的类型选择  56-59
  4．3 安全阀选用  59-63
    4．3．1 安全阀型号编制方法  59-61
    4．3．2 安全阀形式的选择  61-63
  4．4 爆破片选用  63-67
    4．4．1 爆破片型号编制方法  63-65
    4．4．2 爆破片形式的选择  65-67
  4．5 结论  67-69
5 设计程序的编制  69-79
  5．1 程序开发环境  69-70
    5．1．1 操作系统  69
    5．1．2 开发工具  69-70
    5．1．3 数据库编程技术  70
  5．2 程序整体设计思想与模块化结构  70-74
    5．2．1 程序的输入参数及目标函数  70-72
    5．2．2 程序的流程图  72
    5．2．3 程序设计思想  72-74
  5．3 部分子模块的介绍  74-79
    5．3．1 压缩因子计算模块的介绍  74
    5．3．2 数据库查询及更新模块的介绍  74-79
6 设计程序的应用举例  79-94
  6．1 安全阀超压泄放设计的应用举例  79-88
  6．2 爆破片超压泄放设计的应用举例  88-91
  6．3 两相流超压泄放设计的应用举例  91-94
结论  94-95
参考文献  95-97
附录A 论文使用的主要符号的意义和单位  97-99
附录B 程序说明  99-100
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  100-101
致谢  101-102
大连理工大学学位论文版权使用授权书  102

化工容器物理超压泄放装置的程序设计与开发

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