气体管道泄漏模型的研究进展
《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。
燃气管道泄漏过程模型的研究进展
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。
《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。
《2024年天然气高压管道泄漏扩散检测及其应用研究》范文
《天然气高压管道泄漏扩散检测及其应用研究》篇一摘要：本文针对天然气高压管道泄漏扩散的检测技术及其应用进行了深入研究。
首先，概述了天然气高压管道泄漏的背景和重要性；其次，详细介绍了泄漏检测技术的原理、方法和实施过程；最后，探讨了泄漏检测技术在实际中的应用及未来的发展方向。
一、引言天然气作为清洁能源，在我国能源结构中占有重要地位。
然而，天然气高压管道的泄漏不仅会造成资源浪费，还可能对环境及人身安全构成威胁。
因此，准确、及时地检测天然气高压管道的泄漏扩散情况，对于保障能源安全、环境保护和人民生命财产安全具有重要意义。
二、天然气高压管道泄漏扩散的背景及重要性天然气高压管道的泄漏扩散是一个复杂的过程，涉及到管道材料、外部环境、人为因素等多个方面。
一旦发生泄漏，若不能及时发现并处理，将可能导致严重的环境破坏和安全事故。
因此，对天然气高压管道泄漏扩散进行检测，不仅可以预防和减少事故的发生，还能提高能源利用效率，保障社会经济的持续发展。
三、天然气高压管道泄漏扩散检测技术1. 检测技术原理天然气高压管道泄漏扩散检测技术主要基于物理、化学和信息技术等多种原理。
其中，物理原理主要包括压力、温度、流量等参数的监测；化学原理则通过检测泄漏气体成分及浓度变化来判断泄漏；信息技术则通过传感器网络、大数据分析和人工智能等技术实现泄漏的快速检测和定位。
2. 检测方法（1）直接检测法：通过在管道上安装传感器，实时监测管道的压力、流量等参数，当参数异常时，判断为可能发生泄漏。
（2）间接检测法：利用地理信息系统（GIS）和遥感技术，结合历史数据和气象信息，预测和判断可能发生泄漏的区域。
（3）混合检测法：结合直接检测法和间接检测法的优点，既实时监测管道参数，又结合地理信息和气象数据，提高泄漏检测的准确性和效率。
四、天然气高压管道泄漏扩散检测技术的应用1. 实时监测与预警：通过安装传感器和建立监测系统，实时监测天然气高压管道的压力、流量等参数，当参数异常时及时发出预警，为抢修争取时间。
《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
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
ａ ｄ ｔ ｎ ｔ ｎ ｉ ｄ ｓ ｅ ｓ ｂ ｅ ｐ ｒ ｆ ｇ ｓ ｐ ｐ ｅ ｋ ｇ ｅｅ ｔ ｎ ｏ ．Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ａ ｐ ｉ ａｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｏ ，ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｎ ａ ｌ ａ ｔｏ ａ ｉ ｅ ｌａ ａ ｅ ｄ ｔ ｃ ｉ ，ｔ ｏ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ，ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｐ ｌ ｔ ｎ ｉ ＇ ｐ ｏ ｃ ｏ ａ ａｙ ｉ ｏ ｏ ｓｉ ｎ ｏ ｅｇ ａｃ ｌｔ ｎ ｍｏ ｅ ｓｏ ａ ａ ｅ ｒ ｔ ， ｉ ａ ｃ ｌｔ ｎ ｍｏ ｅ ｓｏ ＂ ｓｐ ｐ ｅ ｋ ｇ ａ ｅ ｎ ｌ ｓｓ ｆｄ ｍｅ ｔ ａ ｄ ｆ ｒ ｉｎ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｄ ｌ ｆ ｅ ｋ ｇ ａｅ ｍａ ｎ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｄ ｌ ｆ ａ ｉ ｅ ｌａ ａ ｅ ｒ ｔ ｃ ｏ ｌ ｏ ｇ ｗｅ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ａ ｌ ａ ｌｓ ｉ ｃ ｔ ｎ ｍ ｅｈ ｄ ． ｈ ｅ ｔ ａ ｙ ｃ ｌｕ ａｉ ｎ ｍｏ ｅ ｓｉ ｃｕ ｉ ｇ ｐ ｎ ｏ ｅ ｌ ａ ａ ｅ ｍｏ ｅ， ｒ ｉｃ ｓ ｅ ｓ ｗｅｌ ｓ ｃａ ｓｆ ａ ｉ ｔ ｏ ｓ Ｔ ｒ ｅ ｓｅ ｄ ａ ｃ ｌｔｏ ｄ ｌ ｎ ｌ ｄ ｎ ｉｈ ｌ ｅ ｋ ｇ ｄ ｌ ｉ ｏ ｌｒ ｅ ｏ ｅ ｌ ａ ａ ｅ ｍｏ ｅ ｎ ｉ ｅ ｆａ ｔ ｒ ｄ ｌｗｅ ｅ ｌ ｔ ｄ ａ ｄ ｔ ｅｒａ ｐ ｉａ ｉｎ ｓ ｏ ｅ ｒ ｎ ｉ ａｅ ． ｏ ｈ ａ ｇ ｒ ｈ ｌ ｅ ｋ ｇ ｄ ｌａ ｄ ｐ ｐ ｒ ｃｕ ｅ ｍｏ ｅ ｒ ｉ ｅ ， ｎ ｈ ｉ ｐ ｌ ｔ ｃ ｐ ｓｗｅ ｅ ｉ ｄ ｃ ｔ ｄ Ｆ ｒｔ ｅ ｓ ｃ ｏ ｌｒ ｅ ｏ ｅ ｌａ ａ ｅ ｍｏ ｅ， ｈ ｔ ｏ ｆ ｅ ｐ ｃｉ ｅｙ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｇｌ ａ ａ ｅｒ ｔ ｓ ａ ｅ ｎ ｈ ｇ ｎ ｗ ｒ ｓ ｕ ｅｗａ ｕ ａ ｇ ｒｈ ｌ ｋ ｇ ｄ ｌ ｔ ｅｍｅ ｈ ｄ ｏ ｓ ｅ ｔ ｌ ａ ｃ ｌｔ ｋ ｇ ａ ｅ ｓ ｄ ｏ ｉ ｈ ａ ｄ ｌ ｐ ｅ ｓ ｒ ｓｐ ｔ ｅ ｒ ｖ ｎ ｅ ｂ ｏ
天然气管道泄漏扩散模型论文
天然气管道泄漏扩散的模型研究【摘要】天然气管道发生泄漏扩散是输气管道事故危害的根本原因，因此就天然气泄漏扩散进行研究至关重要。
本文就当前国内外的泄漏模型和扩散模型及泄漏扩散模型的研究进展进行综述。
【关键词】天然气管道；泄漏模型；扩散模型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[2]crowl d a. chemical process safety： fundamentals with applications[m]. nj： prentice hall， 1990.[3]王新.天燃气管道泄漏扩散事故危害评价[d].哈尔滨工业大学，2010.[4]冯云飞，吴明，闫明龙，等.燃气管道泄漏模型的研究进展[j].当代化工， 2011，40（12）：1255-1260.[5]王大庆，霍春勇，高惠临.长输管线气体泄漏率简化计算方法[j].天然气工业， 2008，28（1）：116-118.[6]向素平，冯良，周义超.天然气管道泄漏模型[j].天然气工业，2007，27（7）： 100-102.[7]桑博.长输天然气管道泄漏扩散的数值模拟[d].北京交通大学，2011.[8]bruce a k. aftox 4.0-the air force toxic chemical dispersion model-a user’s guide， pl-tr-91-2119 environmental research papers， no.1083[r].massachusetts：phillips laboratory， hanscom air force base， 1991.[9]witlox h w m. the hegadas model for ground-level heavy-gas dispersion i & ii [j]. atmosphere environment，1994， 28（18）： 2917-2946.[10]tom s， jerry h. user’s guide for the degadis 2.1 dense gas dispersion， epa-450/4-89-019 [r]. research triangle park， north carolina， usa： office of air quality planing and standards， u s epa， 1989.[11]william b p， lavdas l g. inpuff 2.0-a multiple sourcegaussian puff dispersion algorithm [r]. research triangle park， north carolina， usa： atmospheric sciences research laboratory， u s epa， 1986.[12]蒋军成，潘旭海.化学危险性气体泄漏扩散模拟及其危险因素[j].南京化工大学学报，2001，23（1）：19-22.[13]肖建明，陈国华，张瑞华.高斯烟羽模型扩散面积的算法研究[j].计算机与应用化学，2006，23（6）：559-564.[14]王树乾，钟月华，肖泽仪，等.压力对管道天然气泄漏扩散影响的数值模拟[j].四川化工，2009，12（6）：34-37.[15]李又绿，姚安林，李永杰.天然气管道泄漏扩散模型研究[j].天然气工业，2004，24（8）：102-104.[16]向启贵.天然气管道泄漏扩散机理研究[d].西南交通大学，2006.[17]刘墨山.川渝地区含硫天然气管道泄漏事故后果模拟研究[d].中国地质大学（北京），2010.[18]徐博，钱新明，刘振翼.天然气输送管道泄漏事故危害定量分析[j].中国科学安全学报，2008，18（1）：146-149.[19]孟志鹏，王淑兰，丁信伟.可爆性气体泄漏扩散时均湍流场的数值模拟[j].安全与环境学报，2003，3（3）：25-28.[20]桑博.长输天然气管道泄漏扩散的数值模拟[d].北京交通大学，2011.[21]侯庆民.天然气管道泄漏与天然气在空气中扩散的模拟研究[d].哈尔滨工业大学，2009.[责任编辑：周娜]。
《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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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，Pa
p——管道内气体的压力，Pa
K——气体的等熵指数
qm——气体泄漏速率，kg/s
Gd——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，m2
M——气体摩尔质量，kg／ktool
R——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。
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，m3
z——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。
点1为管道起始断面(即阀门所在的断面)上的一点，点2为与泄漏点在同一截面上的管内某点，点3为泄漏点。
pi 、Ti
、ui
、pi
(i
=1、2、3)分别指点l、2、3处的压力(单位为Pa)、温度(单位为K)、气体流速(单位为m／s)、气体密度(单位为kg／m3 )。
Ta
、ρa
分别指大气环境温度(单位为K)、大气密度(单位为kg／m3
)。
①小孔泄漏模型
对于小孔模型，考虑到孔径较小，假设管内压力不受泄漏的影响而发生变化，并且忽略摩擦的影响，气体膨胀过程为等熵过程，因而气体泄漏速率恒定，等于起始最大泄漏速率。
当孔口气体泄漏为临界流时，起始最大泄漏速率为：
当孔口气体泄漏为亚临界流时，起始最大泄漏速率为：
式中qm,max
——气体泄漏的起始最大泄漏速率，kg/s
CO——气体排放系数，对Re>30000的非临界流取0．61，其他情况取[10]。
②管道泄漏模型
当管道由于某种原因发生全截面断裂时，采用管道泄漏模型，图1中的点2和点3状态一样，即p2
=p3
=pao。
利用机械能守恒方程和总能量守恒方程来描述管内气体的绝
热流动过程[10]
：
式中u——气体泄漏时的流速，m／s
ρ——气体密度，kg/m3
F摩擦力，N
H——气体的焓，J
μ——动摩擦系数
L——泄漏点距起始点的距离，m
D——管道内径，m
上面的两种模型只是在小孔和管道全部断裂的情况下适用，而对于大孔泄漏就不适用。
大孔泄漏在实际工程中是非常普遍的，由于大多数管道埋在地下，经常会因操作不当或工程机械的使用不当受到损坏，发生气体泄漏事故[10]
，而这种泄漏不可避免会造成大孔泄漏。
在这种情况下，如果不知道气体泄漏模式，就很难确定事故的影响范围，给应急救援带来很大的盲目性，可能会造成更大的事故风险，如果运输的是易燃
易爆及有毒气体，其后果将更加严重。
1．3其他模型
有专家学者对天然气管道运输泄漏模型也进行了研究[12、14] ，将天然气在管道中的流动看成绝热过程，在泄漏点看成等熵过程，对中低压运输气体，考虑运输气体稳定与不稳定流动情况，运用能量守恒和动量守恒定律，得出一个关于气体管道运输的模型，这个模型适合稳定情况下的下列情况：①管道内为亚临界流，泄漏处为临界流；②管道内和泄漏处均为亚临界流；③管道内和泄漏处均为临界流。
此模型也适合于非稳定的情况，如泄漏一段时间后，管道停止供气而引起泄漏速率减小。
气体泄漏的模型为：式中Le——管道等效长度，m，是管道实际长度与压降系数函数的和[11]
对理想气体，根据连续性方程，其最大泄漏速率qm,max
可以用下式表示：
该管道泄漏模型适合于各种孔径，但也存在一些不足，它只适合于管道运输气体是中低压的情况，也就是将管道中气体看成是理
想气体，而不适合高压的情况。
2结论
以上管道泄漏速率的3种模型都有各自的适用范围，因此应根据管道运输泄漏的具体情况，分析选取合适的泄漏模型。
在大多数情况下，可以将上面3种模型结合起来使用，取长补短，优势互补。
研究更加切合管道运输实际情况的泄漏模型将是管道泄漏模型的发展方向，也是对管道泄漏事故后果进行评价的迫切需要。
这里填写您的公司名字
Fill In Your Business Name Here。