本次设计的目标是为海上平台打造一个火炬系统,设计依据主要是热辐射限制。
在火炬塔底部,热辐射不能超过1,500 btu/hr/ft2
距离平台边缘 150 英尺、高于火炬塔底部 30 英尺的直升机甲板处,热辐射需控制在600 btu/hr/ft2
关键参数:
介质:烃类蒸气(分子量46.1)
流量:100,000 lb/hr
蒸气温度:300 °F
燃烧热:21,500 btu/lb
热容比:1.1
火炬头直径:18 in
风速:20 mph(朝向平台)
通过 Windows 开始菜单启动 Flaresim 软件。如果是新安装的软件,设置向导会自动弹出;要是没出现,就在 “File - Preferences” 菜单中,勾选 “Use Setup Wizard for New Cases”,然后新建案例就能启动向导了。
在设置向导的流体标签页,输入流体的各项属性,像温度、分子量、低热值、热容比等。这里要注意,输入数据时,原本默认的紫色会变成蓝色,代表这是用户自定义的值。有些参数,比如参考压力、爆炸下限和饱和度,保持默认就行。
设置火炬头参数
接着在火炬头标签页,选好火炬头类型为 “Pipe Tip”,F 因子计算方法用 “Generic Pipe”。这个 F 因子可重要啦,它决定了火焰辐射热量的比例。输入流体质量流量后,火炬头直径会根据默认马赫数自动更新,咱们再手动改成 18 英寸,马赫数也会相应调整。
配置环境参数
环境标签页用来设置风速、风向、温度、湿度等参数。把风速设为20mph,风向设为0(也就是北风),温度59°F,湿度10%,透射率设为1.0,并且不勾选 “Include Solar Radiation”。这样设置能让设计更贴合实际需求。
设定火炬塔参数
在火炬塔标签页,把垂直方向角度设为60度,水平方向角度设为0(朝北),长度先不填,让软件自己算。
添加受体点
受体点标签页用于添加计算辐射的点。把默认的 “RP_1” 改名为 “Stack Base”,设置好距离和允许辐射值;再添加一个 “Helideck” 受体点,设置好位置和辐射限制。
选择计算方法
最后在计算标签页,选 “Mixed” 计算方法,火焰元素设为25。设置好后点击完成,这样初始模型就搭建好啦,别忘了及时保存数据。
进行初始计算与结果查看
模型建好后,点击 “Click to Calculate” 按钮就能开始计算了。计算过程中,进度会实时显示,计算完成后,通过日志面板的颜色能知道计算结果:绿色代表成功,黄色有警告,红色则是出错了。