苯乙烯是一种中等毒性、易燃的无色油状液体，具刺激性。其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。

Fluidyn软件平台基于三维计算流体动力学，专门用于工业事故风险分析及环境污染模拟。Fluidyn-Ventex模块可用于可燃气体爆炸过程分析。

下面是一工厂内苯乙烯爆炸事故仿真案例。目的是使用气体爆炸模拟分析计算软件Fluidyn-Ventex，根据爆炸源项位置和苯乙烯泄漏量，施加确定的边界条件，建立计算分析模型，进行求解计算，预测敏感建筑物（装置控制室）的受力情况。

1、创建模型

各建筑物、设备等尺寸、位置可根据工厂平面布置图、设备图等获取。软件采用参数化建模，建立坐标系后，根据几何模型的尺寸、和位置信息就可在软件中建立模型。具体模型如下图所示：

2、边界条件及初始条件

计算时，需要对计算域的边界给定相应的初始条件，此模拟中采用如下边界条件：

计算域内初始条件设置为：压力=100000Pa，温度=300K；除可燃气体区域外，为环境空气，即氮气、氧气（体积比79/21）。

3、材料参数及化学反应

本案例中，涉及到的各气体组分的生成热如下表所示：

计算时，将考虑苯乙烯和乙苯的爆炸反应，主要化学反应方程式如下：

主要数据来源：《化学化工物性数据手册有机卷》、《化学化工物性数据手册 无机卷》、软件自带数据库等。

当量比，即化学当量比，亦称“燃料系数”，是指可燃混合气中理论上可完全燃烧的实际含有的燃料量与空气量之比。当可燃气体浓度为当量比浓度时，可燃气体与空气中的氧气恰好完全反应。

4、源项条件

本案例中，源项条件是指初始时，假定的可燃气云的形状、位置、浓度等信息。具体数据信息见下表：

各算例可燃气云初始位置如下图所示：

算例1~算例3初始可燃气云位置示意图

算例4初始可燃气云位置示意图

算例5初始可燃气云位置示意图

5、各算例计算结果

各算例结果主要以如下方式给出：

1）控制室各面上**超压时间历程曲线。其中，控制室各面以图2.1所示的纵轴方向为“北方向”，包括西侧面（图中标注为West Side）、东侧面（East Side）、北侧面（North Side）、南侧面（South Side）、顶面（Top Side）。

2）三维压力等值面（ISO-Surface）。

注：超压即表压，是减去大气压力后的相对压力。

5.1算例1

1）   控制室各面上**超压

2）   三维压力等值面

5.2 算例2

1）   控制室各面上**超压

2）   三维压力等值面

5.3 算例3

1）   控制室各面上**超压

2）   三维压力等值面

5.4算例4

1）   控制室各面上**超压

2）   三维压力等值面

5.5 算例5

1）   控制室各面上**超压

2）   三维压力等值面

6、结果分析

综合上述算例的计算结果，可得到如下结论：

1）各侧面上超压数值上相对都不大，所有结果中**超压小于2000Pa。这是因为计算域为室外开放空间，爆炸释放的压力会向三维空间传播，压力赋值随距离呈指数衰减，通常超压均较小。该过程实际为爆燃，类似火球燃烧过程。

2）根据算例1~算例3的结果可以看出：在可燃气云初始大小一定时，浓度为爆炸下限浓度时，控制室各面上的**超压最小（算例1，小于4Pa）；浓度为当量比浓度时，控制室各面上的**超压相对**（算例2，小于74Pa）；浓度为爆炸上限浓度时，控制室各面上的**超压较大（算例3，小于40Pa）。

爆炸下限浓度时，可燃气体的量最少，相对的可提供的能量最少，超压最小。爆炸上限浓度时，氧气不足，部分可燃气体在初始时未完全反应。而当可燃气云外氧气混入后，由于范围更大，能量更分散，导致超压相对较大，但又未达到**。当量比浓度时，可燃气体和氧气完全反应，短时间内释放的能量**，超压也**。

3）根据算例3~算例4的结果可以看出：当可燃气体浓度一定时，初始气云的尺寸较小，超压相对也较小（算例3，小于40Pa）；尺寸较大，超压较大（算例4，小于435Pa）。

4）算例5的结果显示，各侧面的超压为各算例的**值。一方面是由于该算例中初始可燃气云的尺寸**（半径7.5米、高6米的圆柱），另一方面是由于此时可燃气体为乙苯，其生成热较大，释放的能量也较多。此外，算例5可燃气云中心距控制室北侧面也不大（约20米）。

综上，本案例中各算例结果符合相关原理及预期。涉及到的各算例超压均较小，其中控制室壁面超压**值小于2000Pa。