燃气管道泄漏过程模型的研究进展
《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》范文

《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速,城市燃气管道作为城市基础设施的重要组成部分,其安全性和稳定性对于保障城市正常运转至关重要。
然而,由于管道老化、外力破坏、地质变化等多种因素的影响,燃气管道泄漏事故时有发生,给人民生命财产安全带来严重威胁。
因此,对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的研究具有重要的现实意义。
本文旨在通过建立精确的流场模型,为预防和应对燃气管道泄漏事故提供理论依据和技术支持。
二、燃气管道泄漏扩散的物理基础燃气管道泄漏扩散是一个复杂的物理过程,涉及到流体动力学、热力学、化学等多个领域的知识。
当燃气管道发生泄漏时,泄漏出的燃气在空气中扩散,形成一定的流场。
这个流场受到多种因素的影响,包括燃气性质、环境条件、泄漏口大小和形状等。
因此,建立准确的流场模型需要对这些因素进行综合考虑。
三、流场模型的建立与研究方法(一)模型建立为了更好地研究燃气管道泄漏扩散的流场特性,我们需要建立一个合理的流场模型。
该模型应该能够反映出燃气泄漏后在不同环境条件下的扩散规律,包括泄漏源的强度、泄漏口的大小和形状、环境风速、温度等因素。
通过综合考虑这些因素,我们可以使用计算流体动力学(CFD)等方法来建立三维流场模型。
(二)研究方法在建立流场模型的过程中,我们需要采用多种研究方法。
首先,可以通过实验室模拟实验来验证模型的准确性。
其次,利用现场监测数据对模型进行校准和验证。
此外,还可以采用数值模拟的方法,通过计算机对流场进行模拟和分析。
这些方法可以相互补充,提高模型的准确性和可靠性。
四、流场模型的特性分析(一)泄漏源强度的影响泄漏源强度是影响流场特性的重要因素之一。
当泄漏源强度较大时,燃气扩散速度较快,扩散范围较广。
反之,当泄漏源强度较小时,燃气扩散速度较慢,扩散范围相对较小。
因此,在建立流场模型时需要考虑不同泄漏源强度对流场的影响。
(二)环境因素的影响环境因素如风速、温度等也会对流场特性产生影响。
《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》范文
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《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,城市燃气管道的安全问题愈发引起人们的关注。
燃气管道泄漏不仅可能造成经济损失,还可能对人民的生命安全构成严重威胁。
因此,对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的研究显得尤为重要。
本文旨在通过对燃气管道泄漏扩散流场模型的研究,为预防和控制燃气泄漏提供理论依据和技术支持。
二、研究背景及意义城市燃气管道作为城市基础设施的重要组成部分,其安全运行直接关系到城市的发展和居民的生活。
然而,由于管道老化、人为破坏、地质变化等因素,燃气管道泄漏事故时有发生。
因此,建立准确可靠的燃气管道泄漏扩散流场模型,对于预测泄漏后果、制定应急预案、保障城市燃气安全具有重要意义。
三、国内外研究现状目前,国内外学者在燃气管道泄漏扩散流场模型方面进行了大量研究。
国外学者主要关注于泄漏源的模拟、气体扩散规律的研究以及风险评估模型的建立。
国内学者则更加注重实际工程应用,通过实验和数值模拟等方法,对燃气管道泄漏扩散流场进行深入研究。
然而,现有研究仍存在一些不足,如模型复杂度与准确性的平衡、实际环境因素的考虑等。
四、研究内容与方法本研究采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法,对城市燃气管道泄漏扩散流场模型进行研究。
首先,通过文献综述,了解国内外研究现状及发展趋势。
其次,建立燃气管道泄漏扩散流场的基本数学模型,包括气体泄漏动力学模型、气体扩散模型等。
然后,通过实验研究,验证数学模型的准确性。
最后,利用计算机数值模拟技术,对不同工况下的燃气管道泄漏扩散流场进行模拟分析。
五、模型建立与解析5.1 气体泄漏动力学模型气体泄漏动力学模型是描述燃气管道泄漏过程的重要模型。
本研究通过分析燃气管道的几何特性、材料特性以及流体特性,建立气体泄漏的动力学方程。
考虑到管道内外的压力差、管道壁面的粗糙度等因素,对泄漏速率进行定量描述。
5.2 气体扩散模型气体扩散模型是描述燃气泄漏后扩散过程的重要模型。
《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》范文
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《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速,城市燃气管道的建设和运营变得愈发重要。
然而,燃气管道泄漏事故的频发不仅给人们的生命安全带来了严重威胁,还对城市的环境和社会秩序产生了负面影响。
因此,研究城市燃气管道泄漏后的扩散流场模型具有重要的实际意义和学术价值。
本文将重点探讨城市燃气管道泄漏的扩散流场模型及其影响因素,旨在为燃气管道的安全设计与运行提供理论依据和参考。
二、燃气管道泄漏背景分析城市燃气管道系统是一个复杂的网络结构,由众多管道、阀门、调压站等设备组成。
由于管道老化、地质变化、人为破坏等因素,燃气管道泄漏事故时有发生。
当发生泄漏时,燃气将以一定的速度和方向扩散,并形成特定的流场。
因此,研究燃气泄漏后的扩散流场对于预测和控制泄漏事故的危害范围具有重要意义。
三、扩散流场模型构建为了更好地研究燃气管道泄漏后的扩散流场,需要构建相应的数学模型。
该模型应包括泄漏源的设定、气体扩散的物理过程、环境因素的影响等。
1. 泄漏源模型:根据燃气管道的几何特性、材料性质以及泄漏机理,建立合理的泄漏源模型。
该模型应能够反映不同泄漏情况下的流量和速度变化。
2. 气体扩散模型:基于流体动力学原理,建立气体扩散的数学方程。
考虑气体的流动特性、环境因素(如风速、风向、地形等)对扩散的影响,以及气体与空气的混合过程。
3. 环境因素模型:考虑环境因素对燃气扩散的影响,如风速、风向、地形地貌、气象条件等。
这些因素将直接影响气体的扩散速度、方向和浓度分布。
四、模型应用与验证1. 应用领域:该扩散流场模型可应用于城市燃气管道的安全评估、泄漏事故预警、应急救援等方面。
通过模型分析,可以预测燃气泄漏后的扩散范围和危害程度,为制定有效的应对措施提供依据。
2. 模型验证:通过实际燃气管道泄漏事故的数据进行模型验证,对比模型预测结果与实际观测数据,评估模型的准确性和可靠性。
同时,根据验证结果对模型进行优化和改进,提高模型的预测能力和适用性。
燃气管道泄漏模型的研究进展
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f r r . mp r d wi a i u i d f a c lto so a a er t t h n t a y c lu a in mo es mo es i b e o wa d Co a e t v r sk n so lu ai n f e k g ea eu s d ac lt d l , r u t l h o c l a t e o a e u t n r b an d q a i swe e o t i e . o Ke r s Nau a a i ei e e k g a e S e d e k g d l Un t a y la a e mo e ; L r e o e y wo d : t r lg s p p l ;L a a e r t ; t a y la a e mo e ; n se d e k g d l a g rh l
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天然气管道泄漏扩散及爆炸数值模拟研究
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天然气管道泄漏扩散及爆炸数值模拟研究天然气是一种常用的清洁能源,被广泛应用于家庭、工业和交通等领域。
然而,天然气管道泄漏和爆炸事故的发生仍然是一个非常严重的安全隐患,可能造成人员伤亡、财产损失以及环境污染。
因此,对于天然气管道泄漏扩散及爆炸过程进行数值模拟研究是极为重要的。
首先,我们需要了解天然气泄漏扩散的基本原理。
当管道发生泄漏时,高压气体会迅速从裂口中射出,形成一个高速喷射。
气体在喷射过程中会与周围环境的气体混合,形成一个气体云。
这个云的形状和扩散速度受到气体的物理性质、环境条件和泄漏口特征等因素的影响。
为了模拟天然气泄漏扩散过程,我们可以采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法。
CFD是一种数值模拟方法,可以通过计算流体的运动和相互作用来研究液体或气体流动的物理现象。
在天然气泄漏扩散数值模拟中,我们需要建立一个包含管道和周围环境的计算域,通过对流体流动方程的求解来模拟气体的流动和扩散过程。
在模拟过程中,我们需要输入一些基本的参数,如天然气的初始压力和温度、泄漏口的直径和位置、周围环境的温度和风速等。
这些参数将直接影响到气体泄漏扩散的现象。
通过调整这些参数,我们可以研究泄漏过程中不同因素的影响,并找出最有利于安全的操作方法。
此外,我们还需要考虑到天然气泄漏可能引发的爆炸事故。
当天然气与空气形成可燃混合物,并且达到一定的浓度范围时,一旦有火源引燃,就会发生爆炸。
因此,对于可燃气体的浓度分布和爆炸扩散速度进行数值模拟也是必要的。
在爆炸数值模拟中,我们需要考虑爆炸的燃烧模型和爆炸产生的冲击波传播。
燃烧模型可以描述可燃气体的燃烧过程,包括燃烧速率、热释放和气体生成等。
冲击波传播可以用于预测爆炸产生的冲击力对周围结构物的影响。
通过对天然气管道泄漏扩散和爆炸过程的数值模拟研究,我们可以得到以下几方面的结论和建议:首先,我们可以预测和评估天然气泄漏事故的严重程度和影响范围。
天然气管道泄露扩散模型研究
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科技资讯2017 NO.16SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 程 技 术67科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 经济与环境和谐发展已经成为当前世界共有的理念,天然气的广泛应用响应了环保理念,但由于天然气为易燃易爆气体,运输过程中存在一定的风险。
而我国天然气资源并不丰富,天然气资源的存在区域距离天然气使用区域较远,因此,空间上的距离使得天然气的运输更加具有难度。
而天然气运输过程中的危险因素主要来自于管道泄露,管道系统之间的连接部位密封性差、管道泄露以及人为因素都会造成天然气管道泄露,除人为因素的可控原因外,这两个因素具有不可控性,但对此进行风险评估和控制可以降低事故发生率。
所以,对天然气运输进行泄露扩散模型研究非常有必要,并且对天然气运输有着重要的防范作用。
1 天然气管道泄露扩散模型1.1 天然气管道泄露模型通常情况下,天然气管道泄露模型有两种:一种是孔隙模型,另一种是管道模型。
而孔隙模型根据孔隙的大小又分为大孔模型和小孔模型,如若泄露孔直径与气管直径的比值小于0.2,是使用小孔模型进行计算,如果比值是在0.2和0.8之间,那么就选用大孔模型。
如果泄露孔直径与气管直径的比值大于0.8,则选用管道模型进行拟算和研究。
其实,天然气泄露理论上是非稳态扩散,而由于泄露率是难于精确计算的,动态计算方式实施起来有难度,所以,一般情况下,选用稳态和非稳态相结合的方式来进行模型研究。
国内目前最新的研究结果是将泄露率简化,由王大庆等人研究所得,该方法可以消除考虑流型的必要,因为流型的研究又是相当复杂的,因此,该方法排除了这方面的因素可直接进行研究。
另一方面,天然气管道有时会出现孔口亚流临界面的问题,这一问题会使泄露率在计算时出现解不变的情况,而简化泄露率可以解决这一问题。
1.2 天然气管道扩散模型天然气管道的扩散模型是比较多的,以下简单介绍几种经典的扩散模型。
《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》范文

《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,城市燃气管道作为城市基础设施的重要组成部分,其安全性和稳定性日益受到关注。
燃气管道泄漏事故不仅可能导致财产损失,还可能危及公共安全。
因此,对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨城市燃气管道泄漏后的扩散流场模型,为预防和应对燃气泄漏事故提供理论支持。
二、研究背景及意义城市燃气管道系统的复杂性以及外界环境的多变性,使得燃气管道泄漏事故时有发生。
准确掌握燃气泄漏后的扩散流场特性,对于评估泄漏事故的影响范围、预测气体扩散趋势、制定应急处置方案具有重要意义。
因此,研究城市燃气管道泄漏扩散流场模型,对于提高燃气管道安全管理水平、保障城市公共安全具有重大价值。
三、研究现状分析目前,国内外学者在燃气管道泄漏扩散流场模型方面已取得一定研究成果。
然而,现有模型多侧重于理论分析和数值模拟,实际运用中仍存在一定局限性。
如模型参数的准确获取、气体扩散环境的复杂性等因素,都可能导致模型预测结果的偏差。
因此,有必要进一步深化对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的研究。
四、研究方法与模型构建本研究采用理论分析、数值模拟和实地观测相结合的方法,构建城市燃气管道泄漏扩散流场模型。
具体步骤如下:1. 理论分析:基于流体动力学原理,分析燃气泄漏后的扩散机制和流场特性。
2. 数值模拟:利用计算流体动力学软件,模拟燃气管道泄漏后的扩散过程,获取关键参数。
3. 实地观测:结合实际燃气管道网络和外部环境条件,进行实地观测和数据分析。
4. 模型构建:综合理论分析、数值模拟和实地观测结果,构建城市燃气管道泄漏扩散流场模型。
五、模型应用与验证1. 应用范围:本模型可应用于城市燃气管道泄漏事故的预测、影响范围的评估以及应急处置方案的制定。
2. 验证方法:通过实际燃气泄漏事故案例的对比分析,验证模型的准确性和可靠性。
同时,收集专家学者对模型的意见和建议,不断完善模型。
天然气管道泄漏检测建模与实验研究
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天然气管道泄漏检测建模与实验研究随着天然气在各个领域的应用越来越广泛,天然气管道的安全问题也越来越受到关注。
其中,管道泄漏是天然气管道安全的重要问题之一,如何对管道泄漏进行有效的检测成为研究焦点之一。
本文主要针对天然气管道泄漏检测建模与实验研究进行探讨,希望能为天然气管道的安全运行提供一定的指导和参考。
一、天然气管道泄漏检测方法目前天然气管道泄漏检测方法主要包括两类,一类是传统的人工巡检和气味探测,另一类是基于物理传感器和智能算法的自动检测。
显然,传统的人工巡检和气味探测方法效率低下、精度不高,而且易受人为因素干扰,不利于天然气管道的长期稳定运行。
因此,基于物理传感器和智能算法的自动检测方法被越来越广泛地用于天然气管道泄漏的检测。
二、基于管道转速的泄漏检测方法目前,基于管道转速的泄漏检测方法被广泛应用于天然气管道的泄漏检测中,因为管道泄漏会导致管道内部的气体流量发生变化,从而也会改变管道的转速。
因此,通过对管道转速进行实时监测,就能够及时发现管道泄漏并进行处理。
具体实现方法是,在管道安装转速传感器,通过对转速传感器采集到的数据进行分析处理,从而判断管道是否存在泄漏。
传感器采集到的数据主要包括转速和扭矩两个方面,通过对这两个方面的数据进行分析处理,就能够得到管道泄漏的信息。
在分析处理过程中,需要使用一定的数学模型和算法,以保证检测的准确性和可靠性。
三、基于机器学习的泄漏检测方法除了基于管道转速的泄漏检测方法之外,基于机器学习的泄漏检测方法也被广泛应用于天然气管道的泄漏检测中。
具体实现方法是,在管道安装传感器,通过对传感器采集到的数据进行分析处理,从而判断管道是否存在泄漏。
但是,相比于基于管道转速的泄漏检测方法,基于机器学习的泄漏检测方法更加复杂,需要建立大量的数据集和模型,才能够进行有效的泄漏检测。
为了建立有效的数据集和模型,需要对管道内部的流体动力学过程进行建模和仿真。
具体实现方法是,在管道内部安装一定数量的小孔,以模拟不同位置和大小的泄漏情况,然后通过传感器采集数据,建立泄漏数据集。
《2024年城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》范文
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《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,城市燃气管道作为城市基础设施的重要组成部分,其安全性和稳定性日益受到关注。
燃气管道泄漏事故不仅可能导致财产损失,还可能危及公共安全。
因此,对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨城市燃气管道泄漏后的扩散流场模型,为预防和控制燃气泄漏事故提供理论依据。
二、研究背景及意义随着城市燃气管道网络的不断扩大和老化,燃气泄漏事故频发。
准确掌握燃气泄漏后的扩散流场特性,对于预测泄漏影响范围、评估泄漏危害程度、制定应急救援措施具有重要意义。
然而,由于燃气泄漏涉及多物理场耦合、流体动力学、热力学等多个学科领域,目前对燃气泄漏扩散流场的研究仍存在诸多不足。
因此,开展城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究具有重要的理论价值和实际意义。
三、研究现状及文献综述目前,国内外学者在燃气泄漏扩散流场模型方面取得了一定的研究成果。
通过建立数学模型、采用数值模拟和实验研究等方法,探讨了燃气泄漏后的扩散规律、影响因素及控制措施。
然而,现有研究仍存在一些不足之处。
例如,现有模型在考虑燃气泄漏过程中的多物理场耦合效应时,往往忽略了某些关键因素;在数值模拟方面,对不同环境条件下的燃气泄漏扩散过程缺乏系统性的研究。
四、模型建立与理论分析针对上述问题,本文建立了城市燃气管道泄漏扩散流场模型。
该模型考虑了燃气泄漏过程中的多物理场耦合效应,包括流体动力学、热力学、化学反应等多个方面。
通过理论分析和数值模拟,探讨了燃气泄漏后的扩散规律、影响因素及控制措施。
模型建立过程中,首先确定了燃气泄漏的初始条件,包括泄漏速率、泄漏口形状及大小等。
然后,通过建立流体动力学方程、热力学方程和化学反应方程等,描述了燃气泄漏后的扩散过程。
在此基础上,分析了不同环境条件(如风向、风速、温度、地形等)对燃气扩散的影响。
最后,通过数值模拟方法,得到了燃气泄漏后的扩散流场图。
五、实验研究及结果分析为了验证模型的准确性,本文进行了实验研究。
《2024年城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》范文
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《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速,城市燃气管道作为城市基础设施的重要组成部分,其安全性和稳定性显得尤为重要。
然而,由于管道老化、地质变化、外力破坏等多种因素的影响,燃气管道泄漏事故时有发生,给城市居民的生命财产安全带来了潜在威胁。
因此,对城市燃气管道泄漏扩散流场模型进行研究,有助于我们更好地了解泄漏过程的特征和规律,为预防和应对燃气泄漏事故提供理论支持和技术指导。
二、研究背景及意义随着计算机技术的发展,流场模拟技术已经成为研究燃气管道泄漏扩散的重要手段。
通过对泄漏扩散流场模型的深入研究,我们可以更加准确地预测和评估燃气泄漏后的扩散范围、速度和浓度分布,为制定有效的应急预案和救援措施提供科学依据。
此外,流场模型研究还有助于优化燃气管道的设计和施工,提高管道的安全性和可靠性。
三、研究现状及分析目前,国内外学者在燃气管道泄漏扩散流场模型研究方面已经取得了一定的成果。
通过建立不同的数学模型和物理模型,对燃气泄漏的扩散过程、影响因素及控制措施进行了深入探讨。
然而,现有的研究仍存在一些不足,如模型复杂度与实际应用的平衡、多因素交互作用的考虑、以及模型在不同环境条件下的适用性等问题。
因此,本研究旨在通过对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的进一步研究,弥补现有研究的不足,为实际应用的改进提供理论支持。
四、研究内容与方法本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法,对城市燃气管道泄漏扩散流场模型进行深入研究。
具体研究内容包括:1. 建立燃气管道泄漏扩散的数学模型和物理模型,分析泄漏过程中的主要影响因素;2. 通过数值模拟软件对流场模型进行模拟,分析泄漏扩散的规律和特征;3. 设计实验方案,对模拟结果进行实验验证和修正;4. 分析不同环境条件下的流场变化规律,评估模型的适用性;5. 提出优化措施和建议,为实际应用的改进提供理论支持。
五、模型建立与数值模拟在模型建立方面,我们将根据燃气管道的实际结构和工作环境,建立合适的数学模型和物理模型。
气体管道泄漏模型的研究进展
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编号:AQ-JS-09597( 安全技术)单位:_____________________审批:_____________________日期:_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑气体管道泄漏模型的研究进展Research progress of gas pipeline leakage model气体管道泄漏模型的研究进展使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。
多年来,国内外许多专家和学者在管道输送安全性方面做了大量的研究工作,从管道的安全设计、管道的材质分析到管道泄漏检测技术等多方面进行了大量的研究[1-8]。
实际上,由于各种自然或人为的不可预料的因素,管道运输泄漏事故时有发生。
因此,对管道气体的意外泄漏进行泄漏影响区域分析及其扩散影响范围的确定,从而采取适当的措施,组织救援,对事故处理以及减少事故损失均具有举足轻重的作用。
管道泄漏速率的确定是分析泄漏扩散以及预测评价事故后果的基础和依据。
近年来,国内外相关专家和学者对于气体运输管道泄漏模型进行了一些研究[9-11]。
1泄漏模型1.1一般泄漏速率模型现行较普遍的气体泄漏速率的计算,是利用气体泄漏速率与其流动状态有关的特性,通过判断泄漏时气体流动属于声速(临界流)还是亚声速流动(次临界流)来确定其泄漏速率模型[9]。
气体流动属于声速流动,有:时,气体流动属于亚声速流动,有:式中pa——环境压力,Pap——管道内气体的压力,PaK——气体的等熵指数qm——气体泄漏速率,kg/sGd——气体泄漏系数,当裂口形状为圆形时取1.00,三角形时取0.95,长方形时取0.90[9]Aor——泄漏孔的面积,m2M——气体摩尔质量,kg/ktoolR——摩尔气体常数,取8.314J/(mol·K)T——气体温度,K这种方法对于泄漏时管道内的气体压力恒定工况的计算是比较方便的,当因管道内压力降低而影响泄漏速率时,此模型就不适用了。
《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》范文

《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速,城市燃气管道系统在为人们提供生活所需的燃气能源时,也面临着管道泄漏的风险。
为了确保城市安全、保障民生需求,对燃气管道泄漏后的扩散流场进行研究,就显得尤为重要。
本文通过对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的构建和分析,力求探索出科学、准确的模拟预测方法和措施建议,以期对相关行业的安全和风险管理提供指导性建议。
二、研究背景及意义随着城市燃气管道网络的日益复杂化,管道泄漏事故时有发生。
一旦发生泄漏,不仅可能造成财产损失,还可能对居民的生命安全构成威胁。
因此,对燃气管道泄漏后的扩散流场进行研究,具有极高的实际意义。
它不仅可以提高管道泄漏预警的准确率,减少泄漏事故的发生率,还可以为后续的应急救援工作提供有力的科学依据。
三、模型构建及方法论基础1. 理论依据- 流体力学原理:分析气体泄漏后如何在管道及周围环境中扩散、流动等特性。
- 守恒定律:如质量守恒、能量守恒等,用于描述泄漏过程中的物理变化。
- 数值模拟方法:采用计算流体动力学(CFD)等数值模拟技术,构建泄漏扩散流场模型。
2. 模型构建- 模型假设:考虑管道材质、管径、埋设深度、土壤类型等影响因素。
- 模型框架:建立三维流场模型,包括泄漏源、扩散过程及环境因素等。
- 参数设置:根据实际数据和实验结果,设定模型中的关键参数。
四、模型应用与结果分析1. 模拟实验与实际案例对比- 选取典型的燃气管道泄漏案例,进行模拟实验和实际数据的对比分析。
- 分析模型的准确性和适用性,以及在不同条件下的模拟效果。
2. 影响因素分析- 分析管道材质、管径、工作压力等对泄漏扩散的影响。
- 探讨土壤类型、气象条件等环境因素对流场扩散的影响程度。
3. 结果解读- 根据模拟结果,分析泄漏后的扩散范围、速度及潜在风险区域。
- 提出针对性的安全防护措施和应急救援建议。
五、讨论与展望1. 模型优化方向- 针对模型中的不足和误差,提出优化方向和改进措施。
气体管道泄漏模型的研究进展(标准版)

( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改气体管道泄漏模型的研究进展(标准版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes气体管道泄漏模型的研究进展(标准版)多年来,国内外许多专家和学者在管道输送安全性方面做了大量的研究工作,从管道的安全设计、管道的材质分析到管道泄漏检测技术等多方面进行了大量的研究[1-8]。
实际上,由于各种自然或人为的不可预料的因素,管道运输泄漏事故时有发生。
因此,对管道气体的意外泄漏进行泄漏影响区域分析及其扩散影响范围的确定,从而采取适当的措施,组织救援,对事故处理以及减少事故损失均具有举足轻重的作用。
管道泄漏速率的确定是分析泄漏扩散以及预测评价事故后果的基础和依据。
近年来,国内外相关专家和学者对于气体运输管道泄漏模型进行了一些研究[9-11]。
1泄漏模型1.1一般泄漏速率模型现行较普遍的气体泄漏速率的计算,是利用气体泄漏速率与其流动状态有关的特性,通过判断泄漏时气体流动属于声速(临界流)还是亚声速流动(次临界流)来确定其泄漏速率模型[9]。
气体流动属于声速流动,有:时,气体流动属于亚声速流动,有:式中pa——环境压力,Pap——管道内气体的压力,PaK——气体的等熵指数qm——气体泄漏速率,kg/sGd——气体泄漏系数,当裂口形状为圆形时取1.00,三角形时取0.95,长方形时取0.90[9]Aor——泄漏孔的面积,m2M——气体摩尔质量,kg/ktoolR——摩尔气体常数,取8.314J/(mol·K)T——气体温度,K这种方法对于泄漏时管道内的气体压力恒定工况的计算是比较方便的,当因管道内压力降低而影响泄漏速率时,此模型就不适用了。
城市燃气管道泄漏数值模拟和实验分析
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城市燃气管道泄漏数值模拟和实验分析摘要:针对城市燃气管道泄漏的问题,提出了一种基于有限元法的管道泄漏模型。
通过对管线进行网格划分并施加边界条件,建立了管道泄漏三维模型。
利用该方法计算出了不同位置处的应力分布云图、位移变化曲线及温度场分布云图等;同时还研究得出了泄漏点处的最大压力值及最小压力值,为管道泄漏事故的应急处置提供依据,从而有效地降低了管道发生爆炸的概率以及造成人员伤亡的可能。
最后,将此次仿真结果与实际工程中泄漏数据对比发现,所建模型具有较高的准确度,可以很好地反映管道泄漏情况,提高了管道的安全性能,也使得人们在日常生活中能够更加放心使用天然气资源,减少不必要的损失。
关键词:城市燃气;管道泄漏;数值模拟;实验分析引言在进行燃气管道泄漏事故处理过程时,由于受到各种外界因素影响而导致其发生泄漏现象。
其中主要包括以下几种情况:(1)天然气管道本身存在缺陷或是管道内部出现了一些杂质等问题都会使得管内压力降低,从而造成管道内的气体流动不通畅;(2)当天然气管道中含有大量的水分时会对管道产生一定程度上的腐蚀作用;(3)如果是因为人为因素所造成的泄露则可能会引起火灾事故或者是爆炸事故。
因此,为了能够更好地预防燃气管道泄漏事故,需要采取相应措施来减少这些风险事件的发生。
下面就以某一地区的天然气泄漏事故作为研究对象展开具体分析。
1 城市天然气管道泄漏理论及数值模型1.1 控制方程以及边界条件1.1.1 标准k-ε模型在标准k-ε模型中,气体为理想不可压缩牛顿流体。
该模型是基于达西定律建立的,其基本假设如下:(1)连续性方程;(2)质量守恒方程、能量守恒定律、动量守恒定律以及能量方程等均适用于任何非稳态流场。
因此,可以通过求解上述方程来获得任意时刻的流动状态参数。
对于一个已知速度场分布的三维空间内的多相流问题,可采用欧拉法来进行离散处理[1]。
1.1.2 边界条件1)出入口边界条件(1)出入口边界条件设定为“两堵一注”。
气体管道泄漏模型的研究进展
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气体管道泄漏模型的研究进展多年来,国内外许多专家和学者在管道输送安全性方面做了大量的研究工作,从管道的安全设计、管道的材质分析到管道泄漏检测技术等多方面进行了大量的研究[1-8]。
实际上,由于各种自然或人为的不可预料的因素,管道运输泄漏事故时有发生。
因此,对管道气体的意外泄漏进行泄漏影响区域分析及其扩散影响范围的确定,从而采取适当的措施,组织救援,对事故处理以及减少事故损失均具有举足轻重的作用。
管道泄漏速率的确定是分析泄漏扩散以及预测评价事故后果的基础和依据。
近年来,国内外相关专家和学者对于气体运输管道泄漏模型进行了一些研究[9-11]。
1 泄漏模型1.1 一般泄漏速率模型现行较普遍的气体泄漏速率的计算,是利用气体泄漏速率与其流动状态有关的特性,通过判断泄漏时气体流动属于声速(临界流)还是亚声速流动(次临界流)来确定其泄漏速率模型[9]。
气体流动属于声速流动,有:时,气体流动属于亚声速流动,有:式中pa——环境压力,Pap——管道内气体的压力,PaK——气体的等熵指数qm——气体泄漏速率,kg/sGd——气体泄漏系数,当裂口形状为圆形时取1.00,三角形时取0.95,长方形时取0.90[9]Aor——泄漏孔的面积,m2M——气体摩尔质量,kg/ktoolR——摩尔气体常数,取8.314 J/(mol·K)T——气体温度,K这种方法对于泄漏时管道内的气体压力恒定工况的计算是比较方便的,当因管道内压力降低而影响泄漏速率时,此模型就不适用了。
1.2 小孔泄漏模型和管道泄漏模型[10]。
小孔泄漏指孔径小于20mm的孔的泄漏或断裂,孔径为20~80mm的孔为大孔。
管道横截面完全断裂的泄漏模型则为管道泄漏模型[12]。
这种气体泄漏模型将气体看成可压缩气体,应用流体力学的连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程描述气体的流动过程。
在理想气体状态方程中引入气体压缩因子来减少与实际气体的差别,即气体的状态方程为:pV=ZnRT式中 V——气体的体积,m3z——压缩因子n——气体的物质的量,mol图1是管内气体泄漏的示意图[12],它表示距管道某一阀门L处存在一个小孔,管道在此处发生穿孔或破裂。
《2024年城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》范文
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《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,城市燃气管道的泄漏问题越来越受到关注。
由于燃气管道泄漏不仅会造成能源的浪费,还可能引发火灾、爆炸等安全事故,因此,对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨城市燃气管道泄漏扩散流场模型的研究现状、方法及存在的问题,以期为相关研究提供参考。
二、研究背景及意义城市燃气管道作为城市基础设施的重要组成部分,承担着为居民和企业提供燃气能源的重要任务。
然而,由于管道老化、外力破坏、地质变化等因素的影响,燃气管道泄漏事故时有发生。
这些事故不仅会造成能源的浪费,还可能对人民生命财产安全构成威胁。
因此,研究城市燃气管道泄漏扩散流场模型,对于预测和评估燃气泄漏的扩散范围、影响程度以及制定相应的应急措施具有重要意义。
三、研究现状及方法目前,国内外学者在燃气管道泄漏扩散流场模型方面进行了大量研究。
这些研究主要采用数值模拟、物理实验和现场观测等方法。
数值模拟方法通过建立数学模型,利用计算机软件对燃气泄漏扩散过程进行模拟,具有成本低、效率高等优点。
物理实验方法则是通过在实验室或现场设置实验装置,模拟燃气泄漏扩散过程,以获取更真实的实验数据。
现场观测方法则是通过实地观测燃气泄漏扩散过程,获取第一手资料。
四、模型研究方法及分析1. 数学模型的建立建立城市燃气管道泄漏扩散流场模型,首先需要确定模型的假设条件和边界条件。
假设条件包括燃气的物理性质、环境条件等;边界条件包括管道参数、泄漏口大小及形状等。
然后,根据假设条件和边界条件建立数学模型,如欧拉-拉格朗日模型、流体动力学模型等。
2. 数值模拟方法的应用数值模拟方法是研究城市燃气管道泄漏扩散流场模型的主要方法之一。
通过将数学模型转化为计算机程序,利用计算机软件进行模拟计算,可以获得燃气泄漏扩散的流场分布、浓度分布等信息。
数值模拟方法具有成本低、效率高、可重复性等优点,是当前研究的重要手段。
3. 物理实验和现场观测的补充虽然数值模拟方法具有诸多优点,但仍然存在一定的局限性。
燃气管道的动态泄漏研究
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区域治理综合信息燃气管道的动态泄漏研究洪毅乐山市燃气有限责任公司,四川 乐山 614000摘要:燃气管道泄漏,引发的安全事故,会给我们生命和财产带来非常大的危害。
其中关于燃气管道的动态泄漏,是我们本文研究的重点。
研究燃气管道的动态泄漏,对预防城市燃气管道泄漏事故和燃气管道的应急救援有非常大的帮助。
我们通过本文,先从燃气管道的使用背景开始阐述,然后对燃气管道动态泄漏做出具体的分析研究,其中包括理解什么是燃气管道动态泄漏、燃气管道泄漏发生的原因、燃气管道动态泄漏的分类以及发生燃气管道动态泄漏时的处理办法。
关键词:燃气管道;动态泄漏;亚临界流;临界流;研究随着城市的快速发展,天然气的使用越来越普及,城市燃气管道也相应的在快速发展。
城市居民生活以及一些工厂的生产都离不开使用燃气。
具体而言,燃气对提高居民生活水平、促进城市的发展以及生态环境的保护都有着非常重要的意义。
燃气管道,遍布在城市的各个角落。
对于城市而言,城市里的人口与建筑都非常密集。
因此,燃气管道一旦发生泄漏事故,对居民的生活以及财产安全,都将可能带来非常严重的后果。
所以,需要燃气的使用用户以及管道相关工作人员做好预防和应急处理[1]。
对于燃气管道的泄漏,我们需要深刻认识燃气管道泄漏所带来的危害,了解燃气管道泄漏的原因及处理办法。
最好是能把燃气管道泄漏事故扼杀在摇篮里,从而保障居民的人生安全和财产安全。
一、燃气管道的使用背景燃气管道,在城市中已经形成了一张巨大的燃气管道网。
并且燃气管道是城市发展中非常重要的基础设施之一。
燃气管道的使用背景,可以追溯到1965年,那时燃气开始在全国各地得到广泛的推广应用。
尤其是随着改革开放的发展,燃气管道也在迅猛发展。
到了2005年,我们国家城市燃气的普及率已经达到了百分之九十以上。
正是由于燃气发展的时间比较早,城市的燃气管道建设也相应就比较早。
在早期建设城市管道的时候,因为缺乏完善的管理体系和建设技术,所以导致城市燃气管道出现了问题不少[2]。
天然气管道泄漏扩散的模型研究
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Science &Technology Vision科技视界0引言天然气作为一种清洁优质的能源,在我国大力发展低碳经济的过程中获得了前所未有的发展。
由于我国的天然气资源产地远离天然气需求中心,而且从总体上来说,我国并不具备足够丰富的天然气资源,而是通过运输将国内外的天然气资源运送至天然气消费城市,因此天然气的运输十分重要。
又由于运输管道距离长,运输天然气量大,因此管道泄漏事故频发,为预防此类事故发生进而造成重大损失,人们对天然气管道泄漏扩散过程研究就显得尤为重要。
本文综述了人们对天然气泄漏扩散的模型研究,阐述了目前天然气泄漏模型、扩散模型的适用范围及进展,为今后的研究提供了参考资料。
1泄漏模型目前,常用的气体泄漏模型主要有Levenspie [1]、Crowl [2]孔隙模型及管道模型。
其中孔隙模型又分为小孔模型和大孔模型,其适用范围分别为泄漏孔与管道直径比d/D≤0.2和直径比为0.2<d/D<0.8的情况。
当泄漏孔与管道直径比d/D≥0.8时,则可按管道模型进行计算[3]。
而对于气体泄漏,严格来说其均属于非稳态泄漏,由于泄漏率动态计算十分复杂,因此常常将稳态模型与非稳态模型进行结合应用。
冯云飞等[4]以国内外泄漏速率计算模型为基础,研究燃气管线泄漏率计算的主要模型和分类方法,总结出稳态条件下小孔模型、大孔模型和管道模型的计算式,说明其各自的适用范围,并指出在此情况下的分界点分别为直径比d/D 为0.2和0.6,此外还提出对于大孔模型高压和低压分开计算泄漏率的新方法。
王大庆等[5]则提出在不同起始压力下或泄露发生于管线起点不同距离处的一种泄漏率简化方法,该方法不仅避免了判断流型的复杂过程,还解决了因出现孔口亚临界流而导致泄漏率求解不变的问题,对泄漏模型的发展起到了推动作用。
向素平等[6]结合实际中的限流情况和因紧急切断装置动作造成的不稳定状态,以及管道泄漏处天然气的流速(音速或是亚音速),建立了管道泄漏模型,若将所建模型和扩散模型结合,可以更准确的得出该泄漏所造成的影响范围,对抢修工作具有一定的指导意义。
城镇燃气泄漏、扩散模型及其研究进展
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城镇燃气泄漏、扩散模型及其研究进展摘要:本文以天然气为主要研究对象,分析了国内外相关燃气泄漏及扩散模型的适用条件和缺陷,并简单介绍了国内相关模型研究进展情况,并指出了今后的重点研究方向。
关键词:城镇燃气泄漏扩散模型随着“川气东输”工程的投运,城镇燃气(本文仅指天然气,不包含人工煤气和液化石油气,以下简称燃气,)作为一种新型气体燃料,越来越得到广大居民的认可。
然而,随着安全事故灾害数量不断上升,燃气在给人们带来现代化便利的同时,也在我们的身边埋下了巨大隐患。
燃气泄漏是燃气储存、输配及使用过程中最典型的事故。
在燃气的储存、输配及使用过程中,由于人为或自然原因导致泄漏,燃气泄漏后在空气等介质中扩散并积聚,当达到一定浓度时遇到火源会产生爆炸并引起火灾。
燃气泄漏后果的严重程度主要取决于泄漏量和扩散范围,而泄漏量又与泄漏源强度及泄漏时间有关。
因此,燃气的泄漏强度和扩散范围是分析泄漏与扩散以及预测评价事故后果的基础和参考依据。
本文针对城市燃气泄漏模型和扩散模型进行分析。
一、燃气泄漏模型根据泄漏源大小,可以分为小孔泄漏模型、管道泄漏模型和其它泄漏模型。
1.小孔泄漏模型小孔泄漏模型适用于穿孔泄漏的情形,穿孔泄漏是指管道或设备由于腐蚀等原因形成小孔,燃气从小孔泄漏。
常见的穿孔直径在10mm以下,对于穿孔直径在20mm以下的泄漏可以使用该模型。
小孔泄漏一般是长时间持续稳定泄漏且具有泄漏点多、不易察觉、潜在危险大的特点。
计算泄漏前,应先判断燃气的流动性质:声速流动或亚声速流动。
式中各符号意义同上。
在进行后果分析时,只要燃气状态确定,则T、P0就可以确定。
小孔面积A 也可以根据实际情况换算成等效面积。
对于瞬时泄漏或者泄漏的流速较小时,气体压强可看着不变,否则必须考虑压力变化对泄漏流量的影响。
2.管道泄漏模型管道泄漏模型适用于开裂泄漏的情形。
开裂泄漏的原因通常是由于外力干扰或超压破裂,属于大面积泄漏,泄漏口面积通常为管道截面积的80%~100%。
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FEM3 模型的原型于 1979 年提出,是一种三维有
610
2011 年 8 月 第 30 卷第 8 期 总第 272 期
气体流动属于声速流动:
气体流动属于亚音速流动:
式 中:pa 为 环 境 压 力,MPa;p 为 管 道 内 气 体 压 力, MPa;K 为气体的等熵指数。
该模型适用于泄漏时管内气体压力恒定的工况, 若因管内压力降低而影响泄漏速率时,它不再适用。 3.1.2 孔口泄漏模型和管道泄漏模型
天然气管道泄漏一般为孔口泄漏,通常以圆孔口 泄漏为基础建立孔口泄漏模型,当孔口不规则时,可采 用当量直径[2]作为计算参数。根据孔径的大小,孔口 泄漏可分为小孔和大孔两种泄漏。孔径小于 20 mm 属于小孔泄漏,孔径为 20~80 mm 属于大孔泄漏。管 道横截面完全断裂的泄漏模型称作管道泄漏模型。
综
燃气管道泄漏过程模型的研究进展
The research progress of gas pipeline leak model
述
限元计算模型。该模型采用的有限元解法由伽辽金 (Galerkin)法改进而来,可解不定常的连续性方程、热 量方程、扩散方程及理想气体状态方程、动量方程,并 使用 K 理论(梯度输运理论)来处理湍流问题[8]。该
609
综
2011 年 8 月 第 30 卷第 8 期 总第 272 期
述
油气储运 OIL & GAS STORAGE AND TRANSPORTATION
有些学者[2]将孔口泄漏视为绝热过程,采用伯努 利方程和绝热方程描述气体泄漏过程。在实际泄漏过 程中,气体存在局部摩阻损失,泄漏速度小于理论计算 值,需要利用孔口流速系数进行修正。另一些学者[3] 则将孔口泄漏气体视为可压缩气体,应用流体力学的 动量守恒方程、能量守恒方程、连续性方程描述气体的 流动过程,并在理想气体状态方程中引入气体压缩因 子来缩小与实际气体的差别。对于小孔泄漏模型,由 于孔径较小,假设管内的气体压力不受泄漏影响,忽略 摩擦的影响,气体膨胀过程为等熵过程,因此气体泄漏 速率恒定,等于起始最大泄漏速率。
桑博等.燃气管道泄漏过程模型的研究进展.油气储运,2011,30(8):608 - 613.
摘要:燃气管道的泄漏过程非常复杂,其发生、发展的一系列过程影响因素众多,存在诸多不确定性, 且事故表现形式多样,因此一直都是管道安全技术领域的重要课题。国内外的相关研究非常活跃, 针对泄漏过程的不同阶段、燃气种类和扩散介质的不同,相继提出了高斯模型、Sutton 模型、BM 模 型、FEM3 模型等经典气体扩散模型。给出了这些模型的适用范围,对比了其优缺点。在此基础上, 介绍了 AFTOX 模型、HEGADAS 模型、DEGADIS 模型、HGSYSTEM 模型、INPUFF 模型、SLAB 模型等近年比较流行的气体扩散模型,并介绍了概率密度函数(PDF)输运方程模型、条件矩封闭模 型、简化的 PDF 模型、关联矩模型等爆炸 / 火焰模型。根据工业生产需求,对燃气管道泄漏过程进行 了分析,阐述了研究的分类并指出了该技术领域研究中存在的问题和未来发展的方向。 关键词:燃气;管道;泄漏;扩散;爆炸 / 火焰;模型;研究进展 中图分类号:TE88 文献标识码:A
FEM3 模型
重气
不限
不限
较难
小
较差
计算简便;广泛应用于 污染物扩散领域
未考虑重力影响
小
较差
计算简便;广泛应用于 污染物扩散领域
未考虑重力影响
小
一般
对模拟湍流扩散效果 较好
模拟可燃气体泄漏扩 散时误差较大
小
较差
对重气扩散模拟效果 较好
经验模型,外延性较差
大
较好
三维有限元模型,精度 高
只适用于重气,计算量大
表 1 国外5种典型气体扩散模型的比较
模型名称 适用对象 适用规模 适用时间 难易程度 计算量 精度
优点
缺点
烟团模型 轻气 / 中性 大规模 短时间泄漏 较易
烟羽模型 轻气 / 中性 大规模 长时间泄漏 较易
Sutton 模型 中性
大规模 长时间泄漏 较易
BM 模型 中性 / 重气 大规模 长时间泄漏 较易
由于影响因素众多,且不同的泄漏阶段存在不同 的事件,因此直接建立燃气管道泄漏过程模型非常困 难。目前国内外均是选取某几个影响因素,分阶段对 燃气管道泄漏过程建立不同的模型分别进行研究。
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2011 年 8 月 第 30 卷第 8 期 总第 272 期
综
Hale Waihona Puke 燃气管道泄漏过程模型的研究进展
1 燃气管道的泄漏过程
燃气管道的泄漏过程非常复杂,主要体现在两个 方面。首先,燃气管道泄漏发生、发展的一系列过程影 响因素众多,存在很多不确定性。这些影响因素按照 其来源,可以分为管道属性、泄漏属性、介质属性、气源 属性、环境属性 5 大类(图 1)。管道属性包括管道压力、
壁厚等,泄漏属性包括泄漏方式(孔口 / 穿孔 / 断裂)、泄 漏点位置等,气源属性包括化学成分、密度、质量、温度 等,介质属性包括介质成分(空气 / 土壤)、密度和温度 等,环境属性包括风速、风向、大气稳定度、地形地貌、 温度湿度等。
BM 模型也称为唯象模型,该模型由一系列重气
体连续泄放和瞬时泄放的实验数据绘制成的计算图表 组成,属于经验模型,外延性较差。Hanna 等[6]对其进 行了无因次处理并拟合成解析公式,发现该模型与实 验曲线吻合较好。该模型主要适用于中性或重气体的 扩散研究,且更侧重于大规模泄漏扩散的情况,其计算 简便,结果表现直观。
3 泄漏过程模型
3.1 泄漏源模型 确定泄漏速率是分析管道泄漏扩散规律和预测评
价事故后果的基础。泄漏源模型也称为速率模型,其 研究对象是气体管道发生泄漏时气体的泄漏速率,是 后续泄漏过程的研究基础。泄漏源模型的研究开展较 早,目前已经提出 3 种典型的模型。 3.1.1 一般泄漏速率模型
气体泄漏时的流动状态不同,泄漏速率的计算公 式也不同。一般是根据气体泄漏速率与其流动状态有 关这一特性,通过判断泄漏时气体流动属于亚声速流 动(次临界流)还是属于声速流动(临界流)来确定泄 漏速率模型[1]。
近年来,环境与能源问题日益严峻,急需发展新能 源产业。在此背景下,燃气公用事业得到了高速发展。 随着燃气管道里程的增加、燃气占能源消耗比例的上 升,燃气事故风险也与日俱增。城市燃气虽然是优质 燃料,但是由于其具有易燃、易爆性,且部分气种含有 一氧化碳等有毒气体,同时输配管网建设在人口稠密 的城市,一旦因管理疏失或操作不当造成气体泄漏,极 易引起爆炸、火灾以及人员中毒等严重事故。经统计 分析,管道输送事故占燃气事故总数的 70%,而泄漏是 管道输送事故的主要表现形式。因此,研究燃气管道 泄漏扩散过程,对于明确燃气管道泄漏机理、分析事故 原因、制定应急抢险方案、建立管道安全评价体系具有 重要意义。
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图 1 燃气管道泄漏扩散的影响因素
其次,燃气属于易燃、易爆气体,根据泄漏发展的 不同时段,遇到明火会出现喷射火焰、燃烧、爆炸等不 同的事故形式。针对天然气管道的泄漏过程,根据泄 漏点是否存在障碍物影响扩散,是否存在明火立刻点 燃,是否在本地延迟点燃,是否在远距离延迟点燃,将 形成不同的事件结果,可以绘制事件树(图 2)来表示。
泄漏扩散模型,按照其授权方式可以分为开源免 费模型和商业收费模型两大类;按照其本质特征可以 分为经验模型、一维积分模型、箱及相似模型、三维流 体力学模型以及浅层模型。 3.2.1 经典气体扩散模型
关于燃气管道泄漏扩散过程的模拟和实验研究, 国外从 20 世纪七八十年代业已开始,直至今天该领域 的研究依然很活跃。国外学者提出了很多气体扩散模 型,并开展了大量的风洞试验和全尺寸试验。其中,高 斯模型(Gaussian Plume/Puff Model)、Sutton 模型、BM 模型(Britter and McQuaid Model)、FEM3 模型(3-D Finite Element Model)是相对经典的 5 种气体扩散模 型(表 1)。
模型适用于处理连续源的泄放和有限时间内的泄放, 其计算量大,且只适用于重气体的扩散。 3.2.2 气体扩散模型的完善
随着计算机技术的发展,国外学者对于气体扩散 模型的研究更加深入,在经典气体扩散模型的基础上 进行改良和创新,发展了一系列新的模型体系,并经过 若干次改进,已经逐步走向成熟。
AFTOX 模型是美国空军开发的危险气体扩散模 型,目前可以获取的版本是 4.0。它是一种多烟团叠加 模型,适用于模拟点源与区域的气体扩散过程,不适用 于模拟重气的扩散[9]。
HEGADAS 模型利用 SPILLS 模型计算扩散速率, 适用于模拟重气连续源泄漏,特别适用于模拟液化天 然气管道的泄漏扩散。该模型本质上属于箱及相似模 型[10]。
DEGADIS 模型是基于 HEGADAS 模型开发的, 适用于模拟中性和重气点源与区域的气体扩散过程, 气体泄漏速率需要另行计算。该模型目前可获取的 版 本 是 2.1,另 外 还 有 DEGADIS-Ooms 烟 雨 模 型 和 DEGADIS 区域泄漏源算法两种改进版本。该模型本 质上亦属于箱及相似模型[11-12]。
综
2011 年 8 月 第 30 卷第 8 期 总第 272 期
述
油气储运 OIL & GAS STORAGE AND TRANSPORTATION
文章编号:1000-8241(2011)08-0608-06
燃气管道泄漏过程模型的研究进展
桑博1 兰惠清1 余学立1 何仁洋2 康正凌3 崔钺1