餐馆厨房内燃气泄漏与爆炸及防护措施研究

摘要

随着中国城镇化的推进和经济的快速增长，天然气在城市和乡镇中被广泛使用，由于各种原因造成的天然气泄漏事故也愈发频繁。餐馆因为具有人流量大、人员较为密集、周围环境较为复杂等特点，当发生爆炸时造成的人员伤亡及经济损失也更为严重。因此，针对餐馆厨房内天然气泄露和爆炸的研究迫在眉睫。
　　尽管气体或粉尘事故已经有了多年的研究，但目前的研究主要集中于气体的扩散研究以及海上石油平台的灾害模拟，针对室内燃气的泄露和扩散过程研究较少。同时，室内天然气爆炸的荷载研究也相对不够充分，针对结构构件的动力响应研究主要集中于TNT爆炸荷载的情况，对天然气爆炸荷载下的结构动力响应研究较少。
　　本文首先通过流体计算软件FLACS模拟气体的扩散及爆炸，通过有限元分析软件LS-DYNA研究餐馆玻璃在天然气爆炸荷载下的构件响应。当发生天然气泄露时，对厨房内部不同位置的天然气浓度进行了定量分析，并针对天然气泄露后遇明火发生爆炸的情况，对厨房四周墙壁上的荷载进行了模拟计算，得出相应的爆炸荷载时程曲线，依次研究了天然气浓度和泄爆面积对天然气爆炸荷载的影响，随后对比分析了不同类型的玻璃在天然气爆炸下的破坏模式。依据模拟研究的结果，从泄爆技术和提高构件抗爆性能两方面提出了针对商用餐馆厨房在发生爆炸情况下的防护手段。
　　结果表明：当室内发生天然气泄漏时，房间内的天然气浓度呈梯度变化，大部分天然气聚集于厨房屋顶上部。发生爆炸时，室内各个位置的最大荷载几乎相同。天然气在浓度为10.5％时产生的爆炸荷载峰值最大，且增加一定比例的泄爆面积可以有效的降低爆炸荷载，降低爆炸造成的人员伤亡和财产损失。在提高构件抗爆性能方面，夹层玻璃能够较好的抵抗天然气爆炸的冲击荷载，9mm厚度的夹层玻璃能够在天然气爆炸荷载下发生轻微变形而不被破坏。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 天然气泄漏爆炸事故案例

1.3室内燃气爆炸的国内外研究现状

1.4本文主要的研究工作

第2章 餐馆厨房内天然气的泄漏与扩散

2.1物理模型

2.2 计算方法

2.3数学模型

2.4 气体泄漏与扩散过程模拟分析

2.5本章小结

第3章 天然气爆炸的数值模拟和结果分析

3.1 天然气爆炸模拟的物理模型

3.2 计算方法及数学模型

3.3 模型的验证及可行性研究

3.4 室内天然气爆炸荷载模拟分析

3.5影响天然气爆炸荷载的因素研究

3.6 本章小结

第4章 天然气泄漏爆炸下门窗玻璃的破坏分析

4.1 数值模拟计算模型的建立

4.2 单层玻璃在爆炸荷载下的模拟结果与分析

4.3 PVB玻璃在爆炸荷载下的破坏分析

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢