文档介绍：第三届中国LNG论坛论文编号:1260301喷射水幕对LNG蒸汽云扩散影响的CFD模拟孙标郭开华*(中山大学工学院广东广州510006)摘要:本文利用计算流体力学(CFD)模型对喷射水幕作为液化天然气(LNG)泄漏蒸汽云扩散的减缓措施进行了研究。喷射水幕作为障碍物布置在LNG蒸汽云扩散的下风向侧,阻挡蒸汽云向下风向扩散。常用的喷射水幕类型分为扇形水幕和锥形水幕,本文分别对两种水幕的阻碍性能做了研究,结果表明,水幕能够将扩散安全距离减小50%以上,危害面积减小60%以上,在同样的水幕喷射压力和喷射流量下,扇形水幕的阻碍效果优于锥形水幕。水幕喷射压力升高,增加水幕的高度和宽度,以及增加水幕和泄漏源的间距,有利于降低扩散安全距离。关键词:喷射水幕;CFD;LNG;蒸汽云扩散;安全距离;减缓措施;引言LNG泄漏后形成的蒸汽云存在发生火灾的潜在危害,如果采取一些减缓措施,如喷射水幕阻挡,膨胀泡沫覆盖等,可以有效地降低危害,对于LNG泄漏危害减缓措施的研究,国外已经做过一些实验研究[1-3]。喷射水幕技术相对比较经济,实现比较容易,使用比较方便,被认为是处理LNG泄漏蒸汽云扩散最经济、最有效和最具前景的应用技术,本文以CFD商业软件FLUENT为计算平台,研究喷射水幕作为减缓措施对LNG蒸汽云扩散的影响,对喷射水幕的设计、布置提供参考建议。°(2in)(2in)[4,5](a)andconewatercurtain(b).常用的水幕包含两种,扇形水幕(也称为平板喷射水幕,FlatFanSprayWaterCurtain)和锥形水幕(ConeSpraywatercurtain)[4,5],如图1所示。扇形喷射水幕的形成,工业中经常采用如图1左图所示的装置,将高压水柱喷射到金属挡板上,水柱沿挡板上行,呈扇形或者半圆形展开,一般扇形水幕为可移动式水幕。锥形水幕是喷头由下向上喷出形成,呈一个倒立的锥形,一般需要数个喷头并排一起工作。水幕的尺寸大小与流量有关,而流量与压力有关,压力也会影响水幕中液滴直径的大小,表达[6,7]3式显示在图2中,其中,q为流量(m/min),P为压力(kPa),k为系数,与管径大小有关,D1和D2分别对应压力P1和P2时的液滴直径(SauterMeanDiameter,SMD),(2in)的管道为例,流量和水滴直径随压力的变化关系,如图2所示。(锥形水幕)(扇形水幕)液滴直径(锥形水幕)(扇形水幕)=k√)-=(P/P)((SMD)(mm)(2in)(kPa)图2流量与液滴直径随压力的变化关系[6,7]