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经典理论对超急速爆发沸腾的适用性 被引量:2
1
作者 金仁喜 淮秀兰 刘登瀛 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期1013-1015,共3页
分析了难以用经典热力学、动力学理论求液体极限温度的原因,指出了三种汽泡形核率公式的异同点及适用条件,分析表明常规沸腾汽泡压力公式及经典汽泡动力学理论因其过多的理想化假设和简化而不适用超急速爆发沸腾。
关键词 爆发沸腾 极限温度 形核率 汽泡压力 汽泡动力学
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水下激光加工的爆发沸腾实验研究 被引量:4
2
作者 印四华 郭钟宁 +2 位作者 陈铁牛 黄志刚 曾柏文 《电加工与模具》 2016年第3期36-41,46,共7页
为了探寻水下脉冲激光加工的合适焦点位置,并与空气中的加工效果进行对比,采用改变激光焦点位置轰击导热硅胶片的方法进行实验。用激光扫描共聚焦显微镜测量凹坑尺寸,并绘制了凹坑深度、宽度与焦点位置趋势图。用高速摄影仪拍摄水下激... 为了探寻水下脉冲激光加工的合适焦点位置,并与空气中的加工效果进行对比,采用改变激光焦点位置轰击导热硅胶片的方法进行实验。用激光扫描共聚焦显微镜测量凹坑尺寸,并绘制了凹坑深度、宽度与焦点位置趋势图。用高速摄影仪拍摄水下激光加工现象,得到了等离子体闪光及其诱导产生的空化泡现象,并进行了理论分析和实验验证。结果表明:当焦点位置在材料表面以下时,水下激光加工是热传导、等离子体冲击波及空化泡冲击波共同作用的结果,激光加工效率与激光焦点位置密切相关。 展开更多
关键词 爆发沸腾 水下激光加工 激光焦点位置 激光诱导空化
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高温熔融金属表面爆炸沸腾过程的实验研究 被引量:3
3
作者 陆祺 陈德奇 +3 位作者 宋家斑 潘瑞安 唐涛 潘良明 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期158-162,共5页
针对核反应堆严重事故下高温熔融金属与过冷水间的爆炸沸腾过程开展可视化实验研究。研究分析不同的熔融金属在不同初始温度下的爆炸沸腾特性,以进一步探讨高温熔融金属表面的复杂沸腾相变过程及传热机理。在本研究中,金属样本包括铝、... 针对核反应堆严重事故下高温熔融金属与过冷水间的爆炸沸腾过程开展可视化实验研究。研究分析不同的熔融金属在不同初始温度下的爆炸沸腾特性,以进一步探讨高温熔融金属表面的复杂沸腾相变过程及传热机理。在本研究中,金属样本包括铝、铅和铋。熔融金属的初始温度分别为700、750、800、850、900、1000℃。通过本研究得到了不同金属物性对FCI过程的影响,以及不同初始温度对爆炸沸腾过程中蒸汽生成量的影响,并讨论了影响高温熔融金属与过冷水间快速传热过程的因素。 展开更多
关键词 爆炸沸腾 熔融金属 细粒化 沸腾换热
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微纳米颗粒的激光去除 被引量:3
4
作者 金仁喜 淮秀兰 《应用激光》 CSCD 北大核心 2004年第4期217-220,254,共5页
微纳米颗粒的去除是半导体、微电子、微型机械、精密光学等高新技术中的关键问题,而常规清洗方法难以有效去 除。近年来国际上发展的DLC、SLC激光去除方法非常有效,本文对DLC、SLC的实验方法、去除机制、影响因素和规律等进 行综述,指... 微纳米颗粒的去除是半导体、微电子、微型机械、精密光学等高新技术中的关键问题,而常规清洗方法难以有效去 除。近年来国际上发展的DLC、SLC激光去除方法非常有效,本文对DLC、SLC的实验方法、去除机制、影响因素和规律等进 行综述,指出了存在的问题。 展开更多
关键词 短脉冲激光加热 颗粒去除 微纳米 爆发沸腾
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短脉冲激光作用下爆发沸腾的温度及汽泡行为研究 被引量:2
5
作者 金仁喜 淮秀兰 刘登瀛 《海军工程大学学报》 CAS 2003年第2期6-10,共5页
采用短脉冲激光加热浸没在丙酮液池的铂薄膜电阻的方法,以及高压电火花单次放电高速照相技术,在国内首次建立了超急速爆发实验台,达到了微秒级的温度频响和2×106帧/s的高速照相.研究发现,随着激光热流密度增加,试件表面温度快速升... 采用短脉冲激光加热浸没在丙酮液池的铂薄膜电阻的方法,以及高压电火花单次放电高速照相技术,在国内首次建立了超急速爆发实验台,达到了微秒级的温度频响和2×106帧/s的高速照相.研究发现,随着激光热流密度增加,试件表面温度快速升高到一饱和值,与过热液体的动力学理论极限温度非常接近.拍摄到了与常规沸腾很不相同的蘑菇云式爆发沸腾照片.试件表面及临近表面的微薄液层内瞬间爆发生成大量大小相当的细小汽泡,汽泡脱离直径远低于经典Fritz公式计算值,上浮速度先快后慢. 展开更多
关键词 短脉冲激光 爆发沸腾 温度 汽泡行为 过热极限 实验
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爆炸沸腾研究进展 被引量:2
6
作者 金仁喜 刘登瀛 +1 位作者 华顺芳 张正芳 《海军工程大学学报》 CAS 2001年第6期8-13,共6页
分析讨论了液体过热极限、汽泡内压力等爆炸沸腾的重要参数 ,综述了三种主要实验方法 ,提出了有待进一步研究的问题 .
关键词 爆炸沸腾 蒸汽爆炸 均相形核 热爆炸
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超急速温升沸腾热流密度研究 被引量:2
7
作者 金仁喜 刘登瀛 +1 位作者 华顺芳 张正芳 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第S1期113-116,共4页
本文以不干涉测温系统的激光为热源,以高响应、高测量精度的铂薄膜电阻为测温元件和加热元件,从而保证了研究丙酮液体在超急速温升条件下的沸腾热流密度时瞬态测量的精确性。利用显微镜和数码相机对沸腾过程进行照相,计算了丙酮液池... 本文以不干涉测温系统的激光为热源,以高响应、高测量精度的铂薄膜电阻为测温元件和加热元件,从而保证了研究丙酮液体在超急速温升条件下的沸腾热流密度时瞬态测量的精确性。利用显微镜和数码相机对沸腾过程进行照相,计算了丙酮液池的温度场、热流密度及其蒸汽量,得出了沸腾曲线,发现了过冷沸腾中汽泡并不淹没的现象。 展开更多
关键词 超急速沸腾 丙酮液池沸腾 温度测量 热流密度测量
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Rapid transient explosive boiling of binary mixture under pulsed-laser irradiation
8
作者 淮秀兰 刘登瀛 +2 位作者 董兆一 金仁喜 王国祥 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2003年第5期490-497,共8页
Rapid transient explosive boiling of mixed ethanol and acetone of different volume fractions were investigated experimentally. The temperature of the metal film surface irradiated by a pulse laser was measured by a fa... Rapid transient explosive boiling of mixed ethanol and acetone of different volume fractions were investigated experimentally. The temperature of the metal film surface irradiated by a pulse laser was measured by a fast-response measurement system with a platinum film resistor. The behaviors of bubbles, including their formation, growth, departure and floating-up, were observed and captured by a microscope camera system. It was found that bubble nucleation temperature depends strongly on the heating rate. Some special characteristics different from those of conventional boiling were revealed, and the factors affecting explosive boiling were studied. 展开更多
关键词 PULSED laser MIXTURE medium explosive boiling temperature measurement.
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泄漏引发液体过热爆沸机理及规律研究 被引量:1
9
作者 时事成 王苏盼 +2 位作者 潘旭海 马煜衡 蒋军成 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期4089-4098,共10页
为探究储罐泄漏引发液体过热爆沸的机理及规律,实验建立了小型装置,对爆沸过程中的气泡演化、压力及介质过热度响应进行研究。根据介质过热度的变化特征,提出表征沸腾延时程度的参数——过热时间,并建立相应描述过热时间的数学模型。实... 为探究储罐泄漏引发液体过热爆沸的机理及规律,实验建立了小型装置,对爆沸过程中的气泡演化、压力及介质过热度响应进行研究。根据介质过热度的变化特征,提出表征沸腾延时程度的参数——过热时间,并建立相应描述过热时间的数学模型。实验结果表明,容器破裂后,大量气泡于介质内部产生并迅速成长,其成长可分为相对稳定阶段与加速成长阶段,而后引起明显的压力反弹。整个沸腾自上而下、自内壁向介质内部进行,且介质经历过冷—饱和—过热—饱和—过冷的循环过程。此外,实验发现初始压力的升高或初始液位的降低,都会使介质达到的最大过热度提高,尤其是50%初始液位时其介质最大过热度高达9.4℃。而随着初始压力或初始液位的升高,过热时间呈明显降低趋势,且初始液位升高时还会引起更明显的压力反弹。基于实验数据,对过热时间数学模型进行验证,结果表明数学模型计算结果和实验数据基本吻合。 展开更多
关键词 爆沸 气化 两相流 过热度 过热时间 模型
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热激励下碳纳米管与水混合体系传质传热的分子动力学模拟 被引量:1
10
作者 唐元政 刘增 +1 位作者 何燕 蒋英男 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2019年第2期229-232,共4页
爆发沸腾换热和纳米流体传热具有很重要的理论和实用意义.但由于爆发沸腾传热过程中,液体内部空间温度梯度大,相变速度快,表现出一定的特殊性,纳米流体传热对其传热过程机理的研究,往往需要在实验条件难以实现的空间和时间极限下,充分... 爆发沸腾换热和纳米流体传热具有很重要的理论和实用意义.但由于爆发沸腾传热过程中,液体内部空间温度梯度大,相变速度快,表现出一定的特殊性,纳米流体传热对其传热过程机理的研究,往往需要在实验条件难以实现的空间和时间极限下,充分研究液相和气相内部的温度、压力和运动状态及其空间分布.采用分子动力学的方法,通过对比研究纯水和碳纳米管/水混合体系爆发沸腾过程,对两种体系密度分布、温度场和应力场研究和对比分析,揭示碳纳米管/水混合体系的强化换热机理,探究碳纳米管对混合体系爆发沸腾换热和纳米流体传热的促进作用. 展开更多
关键词 温度场 爆发沸腾 分子动力学 碳纳米管 纳米流体
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圆环直径影响液滴混合传热模式的实验研究
11
作者 曹春蕾 马骁婧 徐进良 《工程热物理学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期2549-2559,共11页
液滴在高温表面可能触发Leidenfrost现象,引起传热恶化,现有方法采用微纳结构强化高温表面传热。本文提出主加热面Leidenfrost蒸发及圆环表面核态传热混合传热模式,表明液滴蒸发强化与液滴在两个加热面的滞留时间占比有关,而滞留时间占... 液滴在高温表面可能触发Leidenfrost现象,引起传热恶化,现有方法采用微纳结构强化高温表面传热。本文提出主加热面Leidenfrost蒸发及圆环表面核态传热混合传热模式,表明液滴蒸发强化与液滴在两个加热面的滞留时间占比有关,而滞留时间占比与圆环直径相关。为此,本文采用红外测温、高速摄影等综合光学测量方式,系统研究了3个圆环直径对液滴蒸发的影响。实验采用水工质,圆环内径分别为28.0 mm,18.0 mm及13.0 mm。发现相对于28.0 mm直径圆环,13.0 mm直径圆环不仅将液滴与圆环接触时间占比提高了3倍,而且提高了液滴在主加热面的运动速度,从而使液滴蒸发速率提高了171%。本文分析了采用主加热面+圆环混合传热模式强化液滴蒸发的机理,为强化高温表面传热技术提供了新的思路。 展开更多
关键词 Leidenfrost 液滴蒸发 爆炸沸腾 液滴动力学 热量传递
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周期性爆沸诱导的液滴自驱动 被引量:1
12
作者 曹春蕾 徐进良 叶文力 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第24期218-230,共13页
将液滴沉积在高于Leidenfrost温度的表面上,液滴将悬浮在自身的蒸汽垫上,这使液滴具有惊人的移动性,通常通过构造不对称的微纳结构表面对液滴下方的蒸汽流进行校正,实现液滴自驱动.但液滴运动方向和液滴输运速度(10-40 cm/s)具有局限性... 将液滴沉积在高于Leidenfrost温度的表面上,液滴将悬浮在自身的蒸汽垫上,这使液滴具有惊人的移动性,通常通过构造不对称的微纳结构表面对液滴下方的蒸汽流进行校正,实现液滴自驱动.但液滴运动方向和液滴输运速度(10-40 cm/s)具有局限性.本实验构造Leidenfrost传热面和撞击面,Leidenfrost传热面用于悬浮液滴并为其提供足够的能量,当Leidenfrsot液滴(燃料)与撞击面(点火器)接触时,粗糙环的大量微/纳米腔不仅会向液滴产生额外的辐射热量,而且还会提供成核点以在约10 ms内触发爆炸沸腾.利用周期性爆炸沸腾产生的脉冲推力F_(th)实现液滴自驱动.液滴运动初始阶段由于惯性力F_(i)占主导,液滴撞击多为镜面反射,液滴运动轨迹较为混乱,随着液滴直径减小,脉冲推力F_(th)占主导,液滴轨迹通过Leidenfrost传热面中心.同时液滴输运速度高达68.91 cm/s,这是在以往微纳结构表面液滴自驱动从未实现的.这一发现为高温下操纵液滴提供了新的思路,有望在微流控和传热等两相系统中得到重要的应用. 展开更多
关键词 Leidenfrost 液滴动力学 爆炸沸腾 热量传递
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等离子屏蔽效应下飞秒激光照射金箔的分子动力学模拟 被引量:1
13
作者 陈学龙 李凌 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第2期75-82,共8页
采用耦合了双温度模型的分子动力学方法对飞秒激光烧蚀金箔的传热过程进行了模拟研究,考虑了非傅里叶效应,探究了不同激光能流密度下等离子体羽流的屏蔽作用.根据密度分布将激光烧蚀过程中的金箔划分为过热液体层、熔融液体层和固体层,... 采用耦合了双温度模型的分子动力学方法对飞秒激光烧蚀金箔的传热过程进行了模拟研究,考虑了非傅里叶效应,探究了不同激光能流密度下等离子体羽流的屏蔽作用.根据密度分布将激光烧蚀过程中的金箔划分为过热液体层、熔融液体层和固体层,并比较了不同激光能量密度下过热液体层表面发生的相爆炸沸腾现象以及表面温度的变化情况.结果表明,随着激光能量密度的增大,等离子体的屏蔽比例几乎呈线性增大.在激光的烧蚀过程中,金箔的上表面最先经历液体层以及过热液体层,并且随着时间的推移,液体层和过热液体层逐渐向金箔底部移动.过热液体层发生体积移除的相爆炸沸腾是金箔烧蚀的主要方式,随着激光能量的增大,爆炸沸腾发生的时间提前,并且结束的时间相应延后,持续时间变长. 展开更多
关键词 飞秒激光烧蚀 等离子体屏蔽 分子动力学 爆炸沸腾
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超急速爆发沸腾传热的实验与理论研究 被引量:1
14
作者 董兆一 淮秀兰 赵耀华 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期667-669,共3页
超急速爆发沸腾研究具有重大理论与实用价值。本文在实验研究的基础上,建立了脉冲激光作用下超急速爆发沸腾传热数学模型,并采用恰当的数值处理方法进行了数值模拟计算。结果表明,计算与实验结果基本吻合,在超急速爆发沸腾过程中,汽相... 超急速爆发沸腾研究具有重大理论与实用价值。本文在实验研究的基础上,建立了脉冲激光作用下超急速爆发沸腾传热数学模型,并采用恰当的数值处理方法进行了数值模拟计算。结果表明,计算与实验结果基本吻合,在超急速爆发沸腾过程中,汽相、液相的升温吸热以及汽化潜热等是影响温度变化的重要因素,实际过程中应综合加以考虑。 展开更多
关键词 爆发沸腾 一维导热方程 数值计算
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爆发沸腾形核分子动力学模拟 被引量:1
15
作者 邹玉 淮秀兰 梁世强 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期992-994,共3页
采用分子动力学模拟方法研究了液氮和水爆发沸腾中均相形核能量转换过程,通过计算系统势能变化分析了热流量和高能分子团尺寸对形核过程能量转换的影响,并分析了水和液氮爆发沸腾形核区别。结果表明,热流量与高能分子团半径的增加都会... 采用分子动力学模拟方法研究了液氮和水爆发沸腾中均相形核能量转换过程,通过计算系统势能变化分析了热流量和高能分子团尺寸对形核过程能量转换的影响,并分析了水和液氮爆发沸腾形核区别。结果表明,热流量与高能分子团半径的增加都会使系统中的势能转化增加。在模拟后期,水的势能转化趋于平稳,液氮势能转化逐渐升高,这与液氮与水分子之间的相互作用有关。 展开更多
关键词 爆发沸腾 汽泡形核 分子动力学模拟
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热侵袭下易燃液化气体储存安全的关键问题
16
作者 毕明树 任婧杰 +2 位作者 沙嵬 程磊 石剑云 《常州大学学报(自然科学版)》 CAS 2020年第4期1-9,共9页
从液化气体储罐受热侵袭后固体材料与罐内介质的热流固耦合响应角度,对液化气体储存安全涉及到的分层翻滚演化机制、储存容器的热固耦合响应行为和液化气体的过热爆沸喷射机制3个关键问题展开讨论。结合可视化实验和热流固耦合响应数值... 从液化气体储罐受热侵袭后固体材料与罐内介质的热流固耦合响应角度,对液化气体储存安全涉及到的分层翻滚演化机制、储存容器的热固耦合响应行为和液化气体的过热爆沸喷射机制3个关键问题展开讨论。结合可视化实验和热流固耦合响应数值模拟,分析了罐内介质翻滚过程中的分层失稳循环模式、罐体的局部高温区分布特征和开裂行为以及非均匀过热爆沸的两相流膨胀喷射和罐顶动压响应规律。研究发现:分层失稳机制与初始浮力比密切相关;罐顶高温区温度分布影响储罐的开裂形式;储罐开裂后的爆沸过程呈现两相流间歇膨胀特征。 展开更多
关键词 液化气体 分层翻滚 爆沸 耦合响应
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长脉冲激光损伤YAG晶体的研究
17
作者 李长青 王树成 +2 位作者 周玉锋 张明福 高丽敏 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第1期74-79,共6页
采用毫秒Nd∶YAG脉冲激光在不同的保护气体作用下对钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)晶面单脉冲损伤及多脉冲切割进行了研究,激光损伤及切割断口形貌采用SEM进行表征。结果表明:单脉冲TEM00模式Nd∶YAG激光对YAG晶体损伤时,表... 采用毫秒Nd∶YAG脉冲激光在不同的保护气体作用下对钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)晶面单脉冲损伤及多脉冲切割进行了研究,激光损伤及切割断口形貌采用SEM进行表征。结果表明:单脉冲TEM00模式Nd∶YAG激光对YAG晶体损伤时,表面能够生成锥形烧蚀坑(钥匙孔),且烧蚀坑的熔融层约几个微米;毫秒多脉冲Nd∶YAG激光在Ar,N2,O2保护下切割YAG单晶体,切割深度与保护气第一电离能相关。切割状态下,断口出现爆沸现象,产生的气泡形貌与保护气氛有关。 展开更多
关键词 钇铝石榴石 激光切割 保护气 爆沸
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液化天然气水域排放爆发沸腾发生机理实验研究
18
作者 张彬 于桂峰 +2 位作者 吴宛青 封星 张建伟 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期115-120,共6页
针对液化天然气(LNG)水域泄漏爆发沸腾现象,搭建可视化实验系统平台,该实验系统可以实现控制LNG喷射入水深度、调节水温、控制喷射压力和调节LNG组分浓度等功能,并通过高速动态记录仪和压力、温度传感器等监测仪器对LNG水域排放过程进... 针对液化天然气(LNG)水域泄漏爆发沸腾现象,搭建可视化实验系统平台,该实验系统可以实现控制LNG喷射入水深度、调节水温、控制喷射压力和调节LNG组分浓度等功能,并通过高速动态记录仪和压力、温度传感器等监测仪器对LNG水域排放过程进行研究.将爆发沸腾基础理论与实验结果相结合得出:在入水深度不受限情况下,LNG混合液的沸腾剧烈程度相对较高;LNG与水之间的速度差越大,LNG中初始甲烷组分浓度越低,越容易发生爆发沸腾,而且发生爆发沸腾的时刻越提前,所产生的沸腾强度也越大.实验中获得的LNG水域排放爆发沸腾最大热流密度为1.7 MW/m2. 展开更多
关键词 液化天然气(LNG) 爆发沸腾 机理 实验研究
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饱和液氮爆发沸腾实验与传热机理分析
19
作者 董兆一 淮秀兰 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期641-643,共3页
瞬态高热流加热下饱和液氮会发生爆发沸腾,而对于该过程的特殊传热机理因素,目前还没有相关的深入研究和分析。本文基于实验,在总结沸腾传热机理研究成果的基础上,重点分析了饱和液氮爆发沸腾过程中以汽泡群形态实现热量传递的特殊之处... 瞬态高热流加热下饱和液氮会发生爆发沸腾,而对于该过程的特殊传热机理因素,目前还没有相关的深入研究和分析。本文基于实验,在总结沸腾传热机理研究成果的基础上,重点分析了饱和液氮爆发沸腾过程中以汽泡群形态实现热量传递的特殊之处,并进行了理论模拟验证。结果表明,汽泡群内部众多汽泡所发生的破裂收缩行为,会释放潜热并形成热流,成为爆发沸腾独特的传热机理影响因素。 展开更多
关键词 饱和液氮 爆发沸腾 传热机理
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液化气体储罐爆沸过程的影响因素
20
作者 毕明树 杨雪 +1 位作者 石剑云 胡洪 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期43-47,共5页
液化气储罐在生产使用过程中可能发生泄漏,造成危害性事故,严重时会发生沸腾液体膨胀、蒸气爆炸(BLEVE).为了研究过热液体突然泄压时的爆沸过程,建立了小型实验装置,以水为实验介质,进行BLEVE的模拟实验研究.实验中发现,储罐内的介质突... 液化气储罐在生产使用过程中可能发生泄漏,造成危害性事故,严重时会发生沸腾液体膨胀、蒸气爆炸(BLEVE).为了研究过热液体突然泄压时的爆沸过程,建立了小型实验装置,以水为实验介质,进行BLEVE的模拟实验研究.实验中发现,储罐内的介质突然泄放会出现压力突降和剧烈反弹,可能导致BLEVE.实验结果表明,液体充装率、初始压力及开口面积都会引起一定程度的爆沸,对压力突降及再反弹有较大影响.充装率在60%~90%的范围内压力反弹最大;泄放压力增大时,压力反弹速率增大;开口面积增大会提高泄放时液体的过热度,导致爆沸过程更剧烈;液相存在热分层时,泄放引起爆沸的剧烈程度及升压速度远低于同压力下液体温度均匀时的程度. 展开更多
关键词 液化气体 爆沸 过热度 增压倍数 升压速率
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