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过程工业中的许多压力容器和管道,充装或运输的是高压液化气体。这些压力容器或管道一旦形成破口而导致介质泄漏,极有可能发生两相临界流动现象。泄漏事故的发生可能引发火灾、爆炸等事故而导致巨大的经济损失,还会造成严重的人员伤害及环境生态破坏。开展事故泄漏模型研究,可以描述事故泄漏发生发展的动态过程,提供介质的泄漏率、总泄漏量等许多有用的定量化信息。对事故后果及严重度进行事前分析,对于新工艺、新装备设计的评估、现有工艺过程的改造及过程系统的安全性评价具有指导意义。在过去的40多年里,两相临界流作为两相流的一个分支学科,已开展了许多理论和实验研究。但对于两相临界流动的理论计算,至今尚没有满意的通用公式。两相流动的临界现象之所以复杂,在于介质的不平衡性、不均匀性以及热力学性质的不连续性。目前研究结果未能取得一致,也正是由于在这些问题的处理上存在着分歧。两相临界流泄漏模型及其应用研究,为国家自然科学重点基金项目《典型化工过程灾害性事故预测与防治技术基础研究》(编号:29936110)研究内容之一。本课题主要开展两相临界流泄漏模型研究,并尝试将研究成果应用于压力容器与管道的先漏后爆(LBB)分析中介质通过穿透裂纹的两相临界泄漏率的计算。本文在Fauske模型的基础上,引入Levy空泡份额计算式,建立了两相临界流泄漏模型,得到了两相临界流泄漏模式下的质量泄放速率计算式,同时编程实现了解析计算,并通过在研制的气液两相临界流试验台上的试验研究,验证了本文所建立的模型的合理性;尝试将建立的两相临界流泄漏模型应用于压力容器与管道的LBB分析中介质通过穿透裂纹的两相临界泄漏率的计算,得到了一种介质通过穿透裂纹两相临界泄漏率计算的新方法;利用Visual Basic程序设计语言开发了两相临界流泄漏分析的可视化软件,软件可以用来计算气液两相的临界泄放流量和介质通过穿透裂纹的两相临界泄漏率,同时还可以实现水和水蒸汽在多种状态下的热力性质的查询。依据这些研究工作可以较好地解决两相临界流泄漏模式下质量泄放速率的计算,这对于过程工业装备中易燃、易爆、有毒、强腐蚀等介质的泄漏率预测和在役设备的安全评价,特别对于保证压力容器与管道实现LBB失效,以避免灾难性事故的发生具有重要意义。