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2.2　儲罐內部液化氣熱響應
??? 試驗發現, 內部介質的熱響應分為兩個階段: 在第一階段, 液相溫度未達到飽和溫度, 處于過冷狀態, 內部介質可以分為五個區域(如圖4) : 邊界層區、底部不穩定液體區、分層區、過冷液體區和蒸汽區。在側面邊界層區內, 熱量由儲罐內壁傳入后液體會沿容器壁面上升, 到底液體表面后向中心運動, 并且從中心向下部的過冷液體區運動, 與過冷液體混合。然后又進入邊界層區, 重復上述傳熱過程。由于這種垂直方向的自然對流引起液體和氣體在垂直方向的溫度梯度, 這種現象稱為熱分層。在底部的不穩定液體區, 液體接受從儲罐內壁傳入的熱量后, 直接垂直向上運動與過冷液體混合。

??????? 儲罐內部介質的溫度變化規律如圖5 所示。可以看出儲罐內部氣相溫度高于液相溫度。

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2.3　儲罐內部壓力響應
??? 儲罐內部的壓力變化主要取決于內部介質的溫度變化規律, 實驗研究發現, 壓力主要決定于內部分層區的溫度。圖6 為液化石油氣儲罐分別采用水噴淋冷卻和防火隔熱層保護時進行了全包圍火災實驗時的壓力響應規律, 其試驗條件為: 容器容積4185 m3, 壁厚615 mm , 材料STE36 鋼(屈服強度為360N/mm2) , 儲罐上設置安全泄放閥。由圖可以看出, 對未采用防護措施的儲罐, 在火災作用下儲罐內部壓力迅速上升, 12 m in 即發生爆炸; 采用水噴淋冷卻(冷卻強度為100 L/m2h) 的儲罐, 在火災作用下在開始5 m in 內壓力迅速上升, 當達到安全閥排放壓力1.4M Pa 后, 安全閥開啟排氣, 儲罐內壓力在1.2～1.4M Pa 之間波動, 隨后有所下降; 采用隔熱層保護的儲罐, 在火災作用下壓力升高速度緩慢, 在50 m in前儲罐內部的壓力一直低于水噴淋冷卻的儲罐, 而后壓力較水噴淋儲罐稍高。水噴淋冷卻和隔熱層保護的儲罐均可以在火災作用下90 m in 內不發生爆炸。