基于多相耦合的钢制双层LNG储罐外爆响应特性分析

摘要：

以钢制双层LNG储罐为研究对象,考虑外罐、保冷材料与内罐之间的载荷传递和罐内流体对外爆载荷的作用,建立了一个探究保冷材料的不同状态和不同液位因素的空气-储罐-罐内流体多相耦合有限元模型,开展爆炸冲击波载荷计算以及储罐结构响应特性研究.计算结果表明,完整状态的保冷材料对爆炸冲击波形成了极大阻力,保冷材料从完整至破碎过程中,爆炸反射压力逐渐降低,外罐和内罐变形增大甚至会发生破坏;半罐和满罐时,内罐达到压力峰值时间都比空罐延迟,且峰值都比空罐有所降低,液位的存在使内、外罐抵抗爆炸冲击波能力提高.算例表明,保冷材料完整时,内、外罐受到爆炸压力的影响较小;保冷材料完全破碎时,外罐出现了破口,内罐的变形达到了1490 mm,随后开始出现破口;半罐和满罐时,外罐对爆炸冲击波抵抗能力都比空罐时提高了至少一倍,内罐对爆炸冲击波抵抗能力比空罐时分别提高了20％和85％左右.研究结果可为钢制双层LNG储罐在外爆载荷作用下的响应分析提供理论参考.

关键词：钢制双层LNG储罐、外爆载荷、多相耦合、保冷材料、结构响应

所属期刊栏目：39

分类号：TH49;TQ053.2;O347.1(气体压缩与输送机械)

资助基金：国家自然科学基金;黑龙江省博士后科研启动基金

在线出版日期：2022-08-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：28-39