液化天然气水平连续泄漏重气的扩散过程

结合SLAB稳态烟羽模型,针对液化天然气(LNG)连续泄漏、水平喷射源的重气扩散过程进行了模拟研究,分析了液化天然气泄漏后混合云团扩散形成的浓度场、温度场和其它特征参数。利用MATLAB语言编制液化天然气连续泄漏扩散模拟程序,对两种试验环境条件(不同风速、大气温度、大气稳定度、相对湿度和地表粗糙度等环境参数)下扩散云团的特性参数进行模拟计算,得到各云团参数随下风向距离的变化规律。     

LNG连续泄漏扩散过程模拟

利用FLUENT软件对LNG管线连续泄漏和扩散进行了模拟计算,分析了不同管内压力、泄漏孔径和环境风速条件对LNG连续泄漏及扩散过程的影响,分析气云随时间扩展过程中的燃烧爆炸范围和低温冻伤范围的变化。研究结果对LNG设施的安全管理具有参考意义。     

大型LNG储罐连续泄漏扩散过程影响因素的分析

考虑接收站内大型液化天然气（LNG）储罐泄漏射流、液池蒸发、气云扩散3个过程的特点,结合相平衡原理和气体连续扩散高斯模型,采用欧拉多相流模型进行数值模拟,并开展风速、泄漏速率和地面粗糙度对其影响的研究。结果表明：大型LNG储罐连续泄漏气云扩散过程按泄漏扩散的形态可分为重气扩散（气云受热）、被动扩散、稀释消散3个阶段;在LNG储罐背风面泄漏口附近形成24m区域内的回流和大尺度漩涡,该区域的风速减小了70%~80%;随着风速增加,甲烷浓度0.5LFL水平扩散距离在3个阶段分别减小了20%,增大了50%,减小了23%,且甲烷浓度为0.5LFL的水平扩散最远距离和液池扩展长度均随风速的增加而减小;随着泄漏速率的增加,射流长度、池长和池径均有所增加,甲烷浓度0.5LFL水平扩散距离在3个阶段分别增加了42m、33m和45m;随着地面粗糙度的增加,池径和池长均减小,气云前端扩散面高度分别增加了15.5m、25m和16m。另外,通过研究风速、泄漏速率、地面粗糙度3个因素对LNG气云扩散的影响,确定LNG气云扩散水平方向和高度方向上的敏感影响因素。     

室内空间重气泄漏扩散过程的影响因素

以CO2为对象,对室内空间重气扩散过程进行实验研究,考察泄漏源强度、泄漏源高度和开窗对室内CO2扩散过程的影响。结果表明:CO2在室内空间泄漏扩散后有明显的沉降和分层现象。CO2浓度和浓度上升速率随着高度的增加而减小。随着泄漏源强度的增加,近地面处CO2浓度和浓度上升速率均增加,远离地面处CO2浓度值略有上升。随着泄漏源高度的增加,近地面处CO2浓度和浓度上升速率均减小,远离地面处CO2浓度增加。当泄漏源高度较高时,虽然近地面处的CO2浓度相对有所减小,但整个空间都会有较高CO2的气体分布,危险性更大。室外静风条件下,在高位开窗时,空间内CO2浓度没有明显的降低;但在低位开窗时,近地面处CO2浓度明显降低,但远离地面处,CO2浓度降低幅度较小。     

LNG泄漏扩散影响因素模拟研究

为了研究液化天然气(LNG)泄漏扩散规律,用PHAST软件对某150 m~3 LNG储罐的泄漏扩散过程进行了模拟,分析了LNG储罐泄漏口径、环境风速及环境温度对LNG泄漏扩散过程产生的影响。模拟结果表明,50 mm泄漏口径、100 mm泄漏口径和灾难性破裂时天然气的扩散距离分别为160、296、365 m,泄漏口径越大,气云扩散范围越广;环境风速在1.5、5和8 m/s情况下,天然气扩散距离达到245、162、146 m,环境风速越大,气云扩散距离越小;环境温度在283和298 K的情况下,天然气云扩散距离为222和245 m,环境温度越高,气云扩散距离越大。     

基于可见蒸汽云对LNG喷射泄漏爆炸下限区域的预测

喷射泄漏在LNG泄漏事故中比较常见,由于其蒸汽本身无色无味,难从感观上判断其泄漏扩散范围。但由于其温度低,喷射泄漏会使周边环境空气中水蒸气液化成可见蒸汽云。通过建立LNG喷射泄漏计算流体力学模型,对不同环境条件和喷射速度下的扩散情形进行数值模拟,得到了LNG泄漏扩散区域的温度场和浓度场。根据环境条件和温度场分布,得到了可见蒸汽云区域范围,并总结出可见蒸汽云区域范围与爆炸下限区域范围的关系。喷射泄漏发生时,可以为预测爆炸下限区域范围,划定安全隔离范围和消防救援提供帮助。     

液化天然气泄漏和水面扩散过程模拟

基于微分浅水方程对液化天然气(LNG)从不同类型的储罐中泄漏并在水面扩散的过程进行了模拟。通过低温液体扩散形成的液池的最大半径和生命周期对出流孔尺寸、液池形状和储罐形状进行了评估。对泄漏量为12500 m³的LNG泄漏过程的模拟计算表明,液池的最大半径与出流孔径表现出较好的Boltzmann非线性关系。对不同形状的液池和不同形状的储罐进行模拟分析表明,用半圆形液池来代替不断变化形状的液池和用立方体储罐简化球形储罐都是可取的。此外,模拟结果还与积分浅水模型的计算结果进行了对比,结果表明,基于平均深度的积分浅水模型相对于微分浅水模型会得出较大的液池半径。     

基于PHAST软件的LNG接收站泄漏扩散模拟分析

为了研究液化天然气(LNG)泄漏扩散规律,本文运用PHAST软件,选取某接收站在不同压力状态下的LNG泄漏单元,分析在连续泄漏、瞬时泄漏工况下泄漏扩散的影响因素,有助于为LNG接收站布置、LNG泄漏后应急处置措施的确定及警戒范围的划定等提供依据.     

坡面天然气管道泄漏扩散数值模拟

利用CFD仿真软件对坡面天然气泄漏扩散过程进行了数值模拟,分析了泄漏扩散过程,风速及泄漏倾角对泄漏扩散的影响。研究结果表明,泄漏1 s内,甲烷主要集中在坡面附近;泄漏5 s时,甲烷已经扩散到整个区域,且浓度爆炸下限最高达到7.81 m,在地表及坡面形成了涡流;随着泄漏倾角的增加,危险区域逐渐增大;泄漏倾角为15°时,风速影响较小,泄漏倾角为10°时,风速影响较大,泄漏气体主要沿地表扩散;为天然气安全输送及紧急预案的制定提供一定的理论依据。     

重气云团瞬时泄漏扩散的数值模拟研究

事故性泄漏多形成重气云团 ,其扩散行为与非重气云团有很大的不同 ,主要包括重力沉降、空气卷吸、云团加热和向非重气云团转变四个阶段。文中从控制重气云团扩散行为的微分方程入手 ,根据箱模型(boxmodel)及其他一些重气扩散模型 ,如IITHeavyGasModels模型和虚点源模型 ,采用向前插分和牛顿迭代的方法 ,针对ThorneyIslandTrialNo .0 0 8试验进行了数值模拟 ,得到了重气云团外形尺寸 (云团半径和云团高度 )和空气卷吸量随时间的变化关系以及下风向固定点处地面最大浓度值。数值模拟结果较好地反映了重气云团所特有的扩散行为。针对数值模拟结果与试验实测值之间存在的偏差进行了分析 ,结果表明 ,采用该方法进行重气云团瞬时泄漏扩散模拟是可行的 ,且模拟精确度高于IITHeavyGasModels模型     

Research on the LNG dense gas diffusion: A continuous horizontal jet release

结合SLAB稳态烟羽模型,针对液化天然气（LNG）连续泄漏、水平喷射源的重气扩散过程进行了模拟研究,分析了液化天然气泄漏后混合云团扩散形成的浓度场、温度场和其它特征参数。利用MATLAB语言编制液化天然气连续泄漏扩散模拟程序,对两种试验环境条件（不同风速、大气温度、大气稳定度、相对湿度和地表粗糙度等环境参数）下扩散云团的特性参数进行模拟计算,得到各云团参数随下风向距离的变化规律。     

Gas entrainment behavior of vertical plunging liquid jets in terms of changes in jet surface length

For a vertical jet system using various liquids, the shape change of liquid jets discharged from nozzles having different nozzle aspect ratios was evaluated in terms of the surface length l_m of the jet flow, and the relation between the change of l_m and the gas entrainment behavior was investigated. It was found that the way of changing of l_m with varying operating conditions or the liquids corresponded well to that of changing of the gas entrainment rate Q_g, that is, the change of l_m of the jet before plunging could be closely related to the change of Q_g.     

奢料浆体连续射流循环系统研究与应用

磨料射流在除漆除锈中的清洗效果、清洗效率及运行成本都优于纯水射流,然而目前使用的磨料射流系统多为间断不连续供给磨料、而且磨料不易循环使用,因而限制了磨料射流的使用范围。采用该系统能将磨料循环使用,显示出磨料射流更多的优势。     

奢料浆体连续射流循环系统研究与应用

磨料射流在除漆除锈中的清洗效果、清洗效率及运行成本都优于纯水射流,然而目前使用的磨料射流系统多为间断不连续供给磨料、而且磨料不易循环使用,因而限制了磨料射流的使用范围。采用该系统能将磨料循环使用,显示出磨料射流更多的优势。     

蓄能式前混合连续磨料水射流系统

蓄能式前混合连续磨料水射流系统采用了两个蓄能器,工作时蓄能器隔膜一端为液压油,另一端为磨料浆体,通过小型液压泵站使蓄能器腔体内产生的液压油压力变化,进而带动蓄能器隔膜运动实现蓄能器腔内磨料浆体的吸入和排出,两个蓄能器腔内的磨料浆体交替吸入和排出能实现磨料浆体的连续排出,排出的磨料浆体通过高压胶管输送至喷枪,通过喷嘴进行喷射。试验和实际应用表明该系统工作稳定、磨料浆体输送均匀,可实现长距离输送和系统连续工作,整个系统采用自动控制,操作简单方便。