室内燃气稳态泄漏数值模拟

针对室内燃气在有限空间内泄漏不易扩散的特点, 分析风速对室内燃气泄漏扩散的影响, 建立了室内燃气管道泄漏的模型。采用计算流体力学软件, 对天然气、 液化石油气等两种室内燃气进行稳态泄漏过程的数值模拟。在风速分别为1m / s和3m / s , 泄漏时间分别为1 0、 6 0、 1 2 0s和2 4 0s的条件下, 考察了两种气体的体积分数。结果表明, 风速能够加速室内燃气的扩散; 泄漏的液化石油气更容易发生堆积, 形成爆炸危险区域。研究结果可为燃气泄漏事故的处理提供理论依据。     

罐区重质气体泄漏扩散的数值模拟分析

采用Fluent软件对油库罐区危险重质气体不同工况下的泄漏扩散过程进行了数值模拟研究。结果表明:卧式储罐垂直方向发生泄漏时,重气云团在地表附近重力沉降,气体浓度上升明显,整个罐区处于爆炸极限范围内,危险性较大;罐组边缘位置的储罐发生泄漏时,气体扩散速度快,但浓度较低;罐组中间位置的储罐发生泄漏时,气体扩散速度慢,容易达到爆炸浓度极限。当风速为0.95 m/s时,重质气体的扩散速度随着风速的增加而增加,气体浓度上升明显;当风速达到1.7 m/s时,气体浓度达到峰值,然后随着风速的继续增大,气体浓度慢慢降低。     

室内液化石油气泄漏扩散数值模拟

液化石油气是一种危险性气体,一旦发生泄漏,所造成的后果是非常严重的,所以其安全问题很重要。针对液化石油气的特点,建立有限空间内部发生泄漏扩散的物理模型,并对液化石油气泄漏扩散的过程进行了数值模拟。通过模拟结果分析了其扩散过程的内部流场,并对比了相对湿度不同时其扩散过程的变化规律。结果表明,由于受空气中涡流移动的影响,泄漏点两侧气体扩散的速度矢量由起初的一侧高另一侧低变为一侧低另一侧高;风速增大,加快涡流的产生和移动速度,使C₃H₈的质量分数分布变化更剧烈;相对湿度较大时气体的下降速度比湿度小时更快,在低于泄漏点高度的平面内,湿度增大,C₃H₈的质量分数也变大,缩短液化石油气报警器的报警时 间。     

可燃气体泄漏扩散影响因素的数值分析

采用雷诺平均的N-S方程,浮力修正的k-ε湍流模型以及组分输运模型,通过对不同位置室内可燃气体泄漏扩散的数值计算,得到了不同位置泄漏后的扩散特性,并对风速影响下的计算结果进行分析.结果表明:不同位置泄漏扩散形成的危险区域不同,无外界风力影响下,泄漏口与出口异侧且位置越高,房间内形成的爆炸区域越小;在外界风速的影响下,天然气容易在房间局部堆积,泄漏口位于顺风侧距离出口越近,且风速越大,房间内天然气扩散的越快,危险区域越小,对室内燃气管道系统的设计具有参考价值.     

障碍物形状对含硫天然气管道泄漏扩散影响的数值模拟

对含硫天然气管道泄漏扩散进行模拟研究,在不同风速下对比分析了计算区域内障碍物形状、障碍物坡度对泄漏气体扩散过程的影响规律,并模拟了不同条件下H₂S组分的安全区域。结果表明,障碍物的存在使泄漏气体在风力作用下堆积在障碍物的迎风面,障碍物的形状改变泄漏气体的运动路径。当障碍物为无坡度障碍物（建筑物）时,泄漏气体的扩散高度增大,且在水平方向的传输被阻碍;当障碍物为有坡度障碍物（山体）时,泄漏气体在水平方向的扩散距离增大,且在外界风力达到一定速度之后,泄漏气体绕过障碍物在背风区扩散时开始向下沉降,导致地面附近的安全区域范围减小。减小障碍物坡度,风速较小时对泄漏气体的扩散无影响,风速较大时泄漏气体将障碍物包围并在近地面处扩散;增大障碍物坡度,泄漏气体的扩散规律与无坡度障碍物（建筑物）存在时相似。模拟结果可为含硫天然气泄漏事故的处理提供参考。     

障碍物对可燃气体泄漏扩散影响的数值模拟

室内可燃气体泄漏容易引发危险事故,考虑障碍物对可燃气体泄漏扩散的影响,采用雷诺平均的N—S方程,k—ε湍流模型方程以及组分输运模型方程,通过改变泄漏速率、泄漏位置等参数对障碍物影响下可燃气体泄漏扩散进行了数值模拟。结果表明:障碍物存在阻碍了可燃气体的泄漏扩散,易使泄漏气体堆积,增大危险事故发生的可能性;不同泄漏速率下得到的浓度场分布相似;泄漏位置不同得到的危险区域不同,泄漏口与出口异侧、位置越低、距离障碍物距离越小,房间内发生危险事故的可能性越大。模拟结果可为制定室内可燃气体危险事故的预防措施提供参考。     

含硫天然气泄漏扩散的三维数值模拟

研究燃气管道的泄漏,目的在于定性和定量地分析评价泄漏可能带来的危害。基于FLUENT软件,用GAMBIT建立三维泄漏模型,对含硫天然气管道泄漏及扩散进行了三维数值模拟。结果表明：硫化氢的存在增加燃气管道的泄漏危险区域;在自由扩散状态下,泄漏气体主要集中在泄漏口上部,且危险区域较小;当存在环境风时,泄漏危险区域向下风向下移,形成气体聚集区域,而上风向气体较少。可见,硫化氢和环境风的存在,使含硫天然气泄漏扩散的危险范围增大。     

燃气泄漏扩散过程的模拟研究

室内可燃气体泄漏后与空气形成混合气体,容易引发爆燃或爆炸等危险事故,考虑到居民常使用燃气种类有天然气和液化石油气,采用雷诺平均的N-S方程,k—ε湍流模型以及组分输运模型方程,利用CFD技术对二者在有限空间内的泄漏扩散过程进行模拟研究,并与实验结果相比较,对比分析二者在不同泄漏工况下的泄漏扩散规律,结果表明:在泄漏的初始时刻,天然气和液化石油气形成的爆炸危险区域分别在房间上部和下部;液化石油气泄漏后很快就会在整个房间形成爆炸危险区域;通风口加速了泄漏天然气的排放,但房间内始终会存在一定厚度的爆炸危险区域。两种可燃气体在泄漏后形成的爆炸危险区域的分布差异,可为制定室内可燃气体危险事故的预防措施提供参考。     

民用建筑物室内燃气泄漏火灾的数值模拟

目的分析燃气流速及室外风速变化对建筑物内燃气泄漏火灾蔓延的影响．为火灾发生时火场内人员逃生及灭火救援提供理论指导．方法使用标准κ—ε湍流模型和非预混燃烧模型，对民用建筑室内燃气泄漏火灾蔓延情况进行数值模拟．结果得到了不同边界条件下室内燃气火灾的温度场及组分浓度场的分布情况，并对结果进行了对比、分析．结论当燃气流速在0．5～2．0m／s之间时，火灾热烟气层最慢将在5min之内降至距地面2m处，将对火灾中人员生命安全造成很大的威胁．当可燃物较少的情况下，室外风的吹入将对室内燃气泄漏火灾有稀释作用．     

土壤大气耦合埋地管道泄漏扩散的数值分析

城市燃气管网多为埋地敷设,给探测微小泄漏带来了困难,而燃气泄漏后容易发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故,给城市公共安全带来隐患。针对管网分层筑土和不分层筑土两种回填方式建立计算模型,并针对土壤和大气环境中燃气扩散规律的不同建立不同的物理对流扩散模型;基于非稳态泄漏模型,以CFD软件为基础,分析燃气在土壤中扩散时进行单独求解,分析燃气在大气中扩散时进行土壤和大气耦合求解。研究回填筑土方式对燃气在土壤和大气中扩散规律的影响。结果表明,低、中浓度燃气通过分层交界面时会发生延迟扩散,并产生拐点,通过分层交界面后扩散速率加快,泄漏时间大于100 s时燃气在分层筑土中的扩散速率均高于不分层筑土中的扩散速率;分层筑土时,CH4在大气中迎风横向和顺风向的扩散速率相差不多,泄漏100 s后纵向扩散速率大于不分层筑土时的纵向扩散速率,且惯性阻力系数越大,扩散越快。     

温湿度梯度耦合作用下室内燃气泄漏模拟研究

以非平衡统计热力学和不可逆热力学为理论依据,建立温度梯度和湿度梯度耦合情况下扩散模型,结合受限空间内燃气泄漏扩散模型,建立多因素耦合作用下燃气泄漏扩散数学模型,并运用Matlab软件对室内燃气扩散过程进行了模拟分析。通过分析得到了温度和湿度梯度对燃气泄漏扩散的影响规律以及耦合作用下对燃气泄漏扩散的影响规律。研究结果将为燃气扩散规律的研究及事故发生时人员及时安全的进行撤离提供参考。     

湿空气自然对流下相对湿度分布研究

针对建筑室内壁面结露位置问题,利用计算流体力学(CFD)方法,数值模拟室内多组热瑞利数和湿瑞利数作用下自然对流,分析室内空气相对湿度分布,判断室内冷凝发生的可能区域。研究结果表明:当温度梯度和水蒸气质量分数梯度方向相同时,室内流动加强;反之,流动减弱;室内空气流动结构直接影响室内相对湿度的分布,相对湿度最大点位于水分质量分数高的壁面上部,且随着流动强度增大沿着流动方向移动。     

共同沟天然气管道泄漏报警实验研究

采用甲烷模拟天然气在共同沟（狭长空间）中的微小泄漏，分析甲烷的泄漏量和模型的断面宽度对纵向布置的探头报警时间的影响，提出单宽泄漏量的概念．分析探头位置对报警响应时间的影响，根据实验数据的分布特征，采用抛物线函数对各组实验数据进行拟合，并对单宽泄漏量与抛物线拟合系数的变化关系，进行二次拟合，得出报警响应曲线的一般经验公式．     

地下KTV包间空气品质调查分析

研究了地下KTV包间这类公共娱乐场所的室内空气品质.在不同季节,对某市3家地下KTV包间的温度、相对湿度、风速、CO2体积分数、氡、可吸入颗粒物和菌落总数进行测试并开展了相关问卷调查.测试及问卷调查结果显示:3家KTV包间室内空气品质均不乐观,1#,2#KTV包间的相对湿度、CO2体积分数、可吸入颗粒物、菌落总数和3#KTV包间的温度、相对湿度、风速均超出相关标准.分析可知,新风量是影响地下KTV包间空气品质的最重要因素.可从合理安排新风量、优化室内气流组织、有效调节室内相对湿度、提高空调系统的过滤性能、减少室内污染源等方面,积极改善地下KTV包间的空气品质.     

基于相似理论的燃气泄漏扩散规律研究

为得到燃气泄漏扩散规律,更好地减少燃气事故所造成的人员伤亡和损失,据相似理论,建立系统模型并进行模型试验,在获取不同空间点燃气的浓度和采集燃气管道的泄漏速率的基础上,对温度、湿度等多因素耦合作用下的燃气泄漏扩散作了多元回归分析。运用相似准则和量纲分析理论结合多次反复的试验,定量研究确定多因素作用下的燃气泄漏扩散方程并进行验证,为燃气泄漏扩散预测和应急救援提供可靠的理论依据。     

海底半裸露原油管道泄漏数值模拟研究

海底输油管道如果因失效而发生泄漏事故, 则不仅影响原油的正常输送, 而且泄漏的原油危害海洋 环境。针对半裸露海底管道的泄漏事故, 在海水流速、 泄漏方向不同的条件下, 利用流体分析软件F LUENT进行了 二维数值模拟。模拟结果表明, 海水流速和泄漏方向直接影响海底原油的扩散过程, 泄漏方向与海水的逆流方向成 4 5 ° 时, 泄漏的原油扩散很剧烈; 海水流速越大, 原油溢出海面所需时间越长; 泄漏方向对原油扩散的影响随海水流速 的增大而加强。模拟结果可为应对海底原油泄漏提供理论依据。     

直接蒸发冷却器填料性能测试分析

为了得到较大迎面风速、室外相对湿度的高低、喷淋水量与填料式直接蒸发冷却降温效果的关系,分别在较高和较低的室外相对湿度下对纸质填料和铝箔填料进行测试,并获得相关性能曲线.测试结果表明,在喷水量250L/h、迎面风速为3m/s时,热湿交换效果比较好;在高湿度地区提高填料的迎面风速,直接蒸发冷却器的换热效果与中等湿度地区小迎面风速下的换热类似;室外空气相对湿度的高低直接影响送风加湿量和温降的幅度;直接蒸发冷却器换热效率的高低,不仅影响空调机组的整体性能,而且使送风的相对湿度也会受到影响.     

燃气管道非稳态泄漏及扩散的模拟

为了得到准确可靠的燃气泄漏扩散规律及事故的危险范围,基于对燃气管道实际泄漏过程特点的分析,结合湍流扩散微分方程,分别建立了非稳态泄漏及扩散模型,并分析了其求解过程.以实例为基础,讨论并分析了泄漏相对孔径、气源切断时间、风速、扩散距离以及大气稳定度等对泄漏扩散浓度范围的影响.同时,针对泄漏扩散的中毒、火灾爆炸事故可能性危险范围给予了讨论和分析.研究结果将为控制和降低燃气泄漏事故的危害性提供理论参考.