毒气泄漏环境下人员暴露风险评估

提出了将毒气泄漏CFD数值模拟与中毒剂量反应模型结合起来进行中毒风险定量评估的方法。首先通过CFD计算泄漏毒气的实时浓度场,再由浓度场和暴露时间确定暴露剂量,最后根据剂量反应模型确定人员死亡百分比。并以某硫磺回收装置硫化氢泄漏为例,对距离泄漏点0～300 m范围内多个监测点人员中毒死亡风险进行了定量评估。研究结果表明该方法能定量评估毒气泄漏扩散区域内任意位置人员的任意时刻死亡风险,可广泛应用于与毒气泄漏后果风险评估相关的各领域。     

ALOHA在苯泄漏事故中的模拟分析

危化品泄漏可能引发中毒、火灾或爆炸事故。以常州市某危险化学品储罐区苯储罐受外物撞击为背景,对苯罐泄漏进行后果分析,并利用ALOHA模拟软件对可能存在的瞬时泄漏和连续泄漏两种事故场景分别进行了计算模拟。通过选择各事故场景下某一事故类型对应的关注水平,得到相应的苯扩散区域、可燃区域和蒸气云爆炸超压影响区域的模拟图。对于同一事故场景,毒性影响范围都明显大于其他类型事故的影响范围,因此在应急疏散中应以毒性影响范围作为依据进行疏散。ALOHA在极低风速、稳定的大气条件、风向变化和地形变化较大以及局部浓度不均匀4种情况下的模拟结果不稳定,在实际应用时需要注意。     

苯槽罐车泄漏场景模拟及风险分析

为评价苯在运输过程中发生泄漏的灾害后果,采用事故后果模拟软件ALOHA分析苯槽罐车泄漏扩散范围和毒性区域,分析苯泄漏被点燃后火灾热辐射及冲击波超压的影响范围,使用人体脆弱性模型计算灾害区域内致死概率及个人风险值,结合Google Earth、Surfer软件绘制事故影响区域图.     

障碍物对高压储氢罐泄漏扩散影响的数值模拟

针对高压储氢容器泄漏破坏事故,基于FLUENT软件的物种传输与反应模块建立了高压储氢罐泄漏扩散的模型,提出了研究高压储氢罐泄漏扩散的数值模拟方法.考虑障碍物影响氢气泄漏后的扩散,通过改变障碍物与泄漏位置的距离和障碍物高度对高压储氢罐泄漏扩散进行数值模拟,得到了间距与高度等参量对泄漏扩散的影响规律.模拟结果表明,障碍物对氢气的泄漏扩散有阻碍作用;障碍物高度越高越易减缓危险区域在水平方向的传输,越易增加危险区域在垂直方向的传输;随着障碍物距泄漏孔间距的增加,氢气扩散危险区域在水平方向上传输距离逐渐加大,垂直方向上逐渐减小.模拟分析结果可以为加氢站等场所处理及预防氢气泄漏扩散事故提供参考.     

城市地区危险气体扩散与人口暴露模拟

以伦敦中心城区示踪气体扩散试验为例,对城市建筑群中危险气体的迁移扩散以及周边人口暴露风险进行数值模拟分析.通过计算流体力学模型和暴露模型的耦合,模拟街区尺度近地面气云扩散过程,结合地理信息系统和建筑物数据库估算受影响的人口及其潜在的暴露水平,求解建筑物周围的时变质量浓度和暴露剂量分布.近地面的质量浓度时间序列表明,气云扩散受建筑物和道路布局影响显著;泄漏停止后部分建筑物背风向和狭窄街段内质量浓度稀释滞后,可能对人群健康构成潜在威胁.     

压力梯度法定位管道泄漏点的数值模拟

受管道的自然寿命和人为因素等的影响,管道泄漏事故频繁发生,及时发现管道泄漏和确定泄漏点位置对减少损失、维护管道安全运行显得十分重要。针对成品油管道泄漏,利用CFD仿真模拟软件模拟了管道压力的变化。若管道始末端的压力发生改变,则说明管道的某处已发生泄漏,此时可根据管道始末端的压力梯度变化,利用压力梯度法最终确定泄漏点的位置。     

热水集中供热管网泄漏故障诊断模型

为了降低热水集中供热管网泄漏故障率及提高故障点检测效率,应用网络图论理论,建立管网节点泄漏水力工况计算模型。该模型采用供热管网平面拓扑结构,能够对管网节点泄漏工况进行模拟与预测。针对模拟管网水泵定扬程运行方式,分析供回水干管不同泄漏节点、不同泄漏量对管网水力工况的影响。结果发现：供水干管发生泄漏,会导致用户压差及流量减小;而回水干管发生泄漏,则增大。无论供水或回水干管,泄漏点之前各用户离泄漏点越近,变化程度越大;泄漏点之后各用户变化程度相同,且均大于泄漏点之前各用户。     

埋地天然气管道泄漏数值模拟

给出了天然气管道泄漏几何区域图形,建立了天然气泄漏控制方程,基于控制体积原理和多孔介质理论,利用计算流体力学软件对埋地天然气管道泄漏过程进行了数值模拟。通过模拟,得到了天然气在土壤和空气中泄漏浓度分布,并分析了风速对天然气组分的扩散影响规律,确定了安全区域,为天然气管道泄漏应急救援和安全管理提供了理论依据。     

裸置海底自沉降热油管道泄漏扩散的数值研究

根据计算流体力学建立海底海泥区域与海水区域的流固耦合传热多相流模型,海泥区域视为饱和含水多孔介质。运用软件模拟了裸置在海底的热油管道在输送过程中泄漏后原油在海泥和海水中的分布情况和温度场的变化情况,并对不同的泄漏点进行了分析。模拟时考虑了裸置海底管道的自沉降和海水中压强的影响。模拟结果表明,泄漏点对泄漏原油的扩散分布有很大影响;当泄漏点在土壤区域开始泄漏时,原油在土壤中呈弧形分布,过一段时间后沿土壤与管道外保温层流入海水中,顶端呈现喷射形,两侧呈螺旋状,并逐渐向海面流动;当泄漏点在海水区域时,泄漏的原油呈现喷射形,在浮力的作用下逐渐向海面流动;泄漏位置不同,海水和海泥温度场的分布有很大差异。海水区域和海泥区域的交界面对原油分布和温度场分布有很大影响。     

高硫气田集输管道阀室泄漏过程模拟分析

根据某高硫气田阀室设计参数得到最大气体泄漏量;同时利用获得的气象参数及周围地形的相关数据,采用基于CFD的事故模拟软件Fluidyn-PANACHE对复杂地形下的风场及含硫天然气的泄漏扩散过程进行数值模拟;分析风速、风向及高度对硫化氢扩散的影响;并得到不同风向下不同浓度的有毒气体可能的影响范围,将可能影响范围与应急预案相结合,更好地实现管道阀室突发事件的应急处置。     

马钢苯加氢油库罐区设置ESD紧急停车系统

马钢苯加氢油库罐区属于国家一级重大危险源,油库区域内有3个容积均为4500立方米的轻苯贮槽,在输送轻苯过程中,轻苯贮槽若发生泄漏,ESD系统第一时间实现紧急切断功能,避免发生轻苯大量泄漏事故,确保人身、装置的安全,同时为落实安监总管三(2016)62号《遏制危险化学品和烟花爆竹重特大事故工作意见》的相关规定。     

航油储罐着火热辐射特性影响研究

航空煤油采用3号喷气燃料（JET A⁃1），其是泄漏火灾中常见的危险源。基于理论分析、PHAST软件模拟，研究了航煤罐区中一个储罐泄漏引发池火灾后对周边储罐的影响，介绍了储罐之间安全距离的确定方法。研究结果表明，热辐射强度随着风速的增大而增大，最大风速时的热辐射值相对于平均风速时的辐射值增加了65.7%；随着距离的增加，辐射值变小，且随着罐体高度的增加，热辐射值变大，而大气湿度对热辐射影响较小；确定了本工程油罐安全间距为17 m；采用MATLAB软件进行理论计算并与数值模拟计算结果进行对比，最大误差为18.7%，具有较强的可靠性。研究结果对于油罐区设计、指导紧急救灾具有重要理论价值和实践意义。     

低温推进剂贮箱分布参数仿真模型开发

低温推进剂贮箱用于贮存运载火箭能源,其气液参数分层现象影响液体火箭发动机推进剂输送系统特性。根据模块化建模和仿真思想,应用AMES-im(advanced modeling environment for simulations of engineering systems)软件开发了低温推进剂贮箱分布参数仿真模型。结合AMESim软件固有模型,建立了一种采用气瓶贮气式增压方案的增压输送系统仿真模型,对系统整个工作过程进行了仿真,较好地反映了低温推进剂贮箱的分布参数特性。     

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。     

基于层次分析法的涉氨企业风险管控体系研究

结合2005~2014年的208起液氨事故案例,分析我国涉氨企业安全生产状况,采用层次分析法构建涉氨企业风险管控体系,并运用MATLAB软件对体系各指标权重进行计算。结果表明:154起事故主要发生在食品厂、冷冻厂、肉类加工厂等以氨作为制冷剂作用的制冷企业中,泄漏和中毒是事故的高发类型,材料失效、设备故障及人为因素是导致事故发生的主要原因。涉氨企业风险管控体系综合考虑了风险分析与分级、隐患排查与治理、安全教育培训、风险管理、应急救援及职业健康方面的内容,隐患排查与治理是该体系的核心内容,是有效控制事故直接原因（人的不安全行为和物的不安全状态）及事故间接原因（管理缺陷）的重要举措。液氨事故的分析及风险管控体系的构建,可有效改善我国风险管控现状,加强企业安全生产。     

基于层次分析法和模糊理论的液氨泄漏风险研究

采用层次模糊数学理论评价法对液氨企业进行定性和定量的风险评估,从员工的不安全行为、设备设施的不安全状态、安全管理的缺陷、不良的作业环境4个方面构建液氨泄漏事故原因的阶级层结构模型,研究分析事件发生泄漏原因的影响水平,并进行综合性的评判. 以液氨使用企业为例,运用该模型可分析出不同企业的安全优劣等级和共同存在的泄漏风险特征. 提出应完善企业法律法规定性指标检测的方法、提升员工的专业知识和技术水平、强化生产工艺系统和储罐系统定期与不定期安全检查的力度、建立设备的维修及更新淘汰机制、加强人工智能化检测的建设实现人与科技的双控防范的措施.     

车载类火炮发射动力学仿真计算研究

用Kane方法对坦克炮进行发射动力学仿真研究的目的是为车载火炮的结构设计、参数优化及射击密集度分析提供依据 ;建立了任意组混合装药的经典内弹道计算模型 ,编制了相应的计算机软件 ;建立了坦克炮多柔体系统动力学模型 ;实现了动力学仿真软件的参数化、自动化 ;在此基础上 ,实施了多工况的动力学仿真计算 ;并对计算结果与试验结果进行了分析比较 ,提出了有关建议。研究结果表明 :本文的动力学仿真计算结果与试验结果一致 ,采用的方法正确可行。