[发明专利]一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法及系统

说明书

本发明涉及一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法及系统，该方法包括：构建铝粉爆炸峰值超压预测模型；获取预测对象的空间尺寸及泄爆面尺寸；根据所述空间尺寸及泄爆面尺寸，计算约束空间的泄放系数；将所述泄放系数，输入到所述铝粉爆炸峰值超压预测模型，得到约束空间内铝粉爆炸最大峰值超压预测值，及，约束空间外铝粉爆炸最大峰值超压预测值。本发明提供的技术方案，通过构建铝粉爆炸峰值超压预测模型，利用数值方法开展研究并获得约束空间内不同泄爆面尺寸对室内铝粉爆炸峰值超压的影响规律，建立起泄爆面尺寸与约束空间内外铝粉爆炸峰值超压之间的定量关系，从而实现了爆炸超压灾害的快速准确预测和评估。

技术领域

本发明涉及危险品预测技术领域，具体涉及一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法及系统。

背景技术

近年来，国内外铝工业迅速发展，与此同时，涉铝粉生产活动中所暴露出的事故隐患也逐渐增多。

铝粉尘爆炸事故频发，不仅造成了大量人员伤亡和经济损失，而且给社会和企业发展带来了严重的负面影响。因此，关于涉铝粉大尺度建筑物场所的爆炸灾害预防、控制和减缓研究显得尤为重要。当大尺度建筑物内发生铝粉爆炸时，爆炸冲击波、火焰会经建筑门窗、屋顶等轻质结构向室外泄放，形成约束泄爆过程。

粉尘爆炸产生的冲击波超压是导致人员伤亡和建筑结构破坏的主要原因。而大尺度建筑物内铝粉约束爆炸灾害效应会受到多方面因素的影响，如泄爆面特征参数(泄爆面积，开启压力)、粉尘浓度、点火源位置等。不同的爆炸影响因素相互耦合，不仅加剧了爆炸灾害的复杂性和严重性，也为铝粉爆炸事故现场救援和灾后评估带来了挑战。

在粉尘爆炸的各项影响因素中泄爆面积对粉尘爆炸流场和灾害结果的影响尤其显著。虽然国内外相应标准对泄爆面积的确定进行了量化，但该标准适用范围有限，而工厂大尺度建筑物结构复杂，泄爆面积对爆炸超压的影响更加难以掌握，从而进一步增加了铝粉爆炸结果预测的难度。因此，准确把握泄爆面积等主要因素对铝粉爆炸超压的影响规律，建立大尺度建筑物铝粉爆炸超压预测模型，对快速准确的实现可燃金属粉尘爆炸事故的灾前预测和和灾后评估都具有重要的意义。

峰值超压是评估铝粉爆炸超压灾害强度的核心指标。大量的文献资料也阐明了泄爆面积对室内粉尘爆炸峰值超压的影响规律。研究发现，泄爆面积越大，则室内粉尘爆炸峰值超压越小，而泄爆口外峰值超压则越大。然而，由于大尺度受限空间内金属粉尘爆炸实验危险系数高，操作难度大，使得大尺度受限空间内铝粉爆炸峰值超压的相关数据不够全面，没有建立起峰值超压与泄爆面积之间的定量关系，且目前尚缺少适合于铝粉爆炸峰值超压的快速预测方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法及系统，以建立充分考虑泄爆面尺寸影响条件下的大尺度室内铝粉爆炸峰值超压预测方法。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法，包括：

构建铝粉爆炸峰值超压预测模型；

获取预测对象的空间尺寸及泄爆面尺寸；

根据所述空间尺寸及泄爆面尺寸，计算约束空间的泄放系数；

将所述泄放系数，输入到所述铝粉爆炸峰值超压预测模型，得到约束空间内铝粉爆炸最大峰值超压预测值，及，约束空间外铝粉爆炸最大峰值超压预测值。

优选地，所述构建铝粉爆炸峰值超压预测模型，包括：

根据预测和评估要求，构建预设尺寸的约束空间，所述约束空间内设有泄爆面；

调整所述泄爆面的尺寸，计算不同泄爆面的面积下的泄放系数；

确定所述约束空间内及所述约束空间外，峰值超压的测试点；

测试不同泄放系数下，各测试点的峰值超压；