双层管道夹层内泄漏天然气的扩散特性分析

建立了双层管道的夹层内泄漏天然气扩散传热模型,采用CFD数值方法,利用FLUENT软件开展了双层管道天然气泄漏扩散的数值研究,分析泄漏介质温度、泄漏孔直径及管道压差对外管内壁面上温度场的影响。研究结果表明:(1)随着夹层厚度的增加,泄漏介质温度T对外管内壁面上温度场分布影响逐渐减小。(2)随着泄漏孔直径A的增大,壁面上出现温降的范围变大,温降值变大。(3)压差p越大,外管内壁面上温度值波动越大。     

埋地天然气管道泄漏温度场模拟

为了解埋地管道泄漏后附近温度场的分布情况,以便对管道发生小孔泄漏进行泄漏检测,本文对埋地输气管道泄漏前后建立了二维物理模型和数学模型并给出了相应的边界条件。利用计算流体软件Fluent对环境温度、输送压力、泄漏口孔径与泄漏方向四种泄漏工况分别进行了管道泄漏后的数值模拟。结果表明:环境温度、输送压力是决定管道泄漏后土壤温度场分布的决定性因素;泄漏口孔径也会对土壤温度分布造成影响,但影响效果小于环境温度和输送压力的影响;泄漏方向更大程度影响冷影响区的相对位置,而对冷影响区域的大小影响不大。本文最终得到了不同工况下管道泄漏后周围土壤温度场的分布情况,对当前广泛应用的光纤传感器的现场应用有一定的指导意义。     

瞬态压力分析法检测城镇燃气管道泄漏

提出一种针对城镇短距燃气管网的局部管道泄漏检测方法。文中建立了简化的管道泄漏模型,通过数值模拟检测燃气管道破损引起的流场瞬态压力脉动,对压力脉动信号分析实现泄漏识别。分析结果表明,在泄漏发生前管道内流场均匀,没有出现强烈的压力脉动;当发生泄漏时,泄漏口产生高速射流而引起局部流场不均匀,产生随时间变化的压力扰动,扰动的传播使整个管道内流场出现强烈的压力脉动。对流场瞬态压力信号进行FFT分析发现,在数值模拟条件下的泄漏引起一种固定模式的扰动,其频率约为42.4 Hz。     

基于FLUENT的压力管道内部流场分析

针对压力管道,利用计算流体动力学软件FLUENT,对其内部流场进行了数值模拟,得到了管道内部合理的压力场分布。通过对比三种不同直径的压力管道,得到了管道直径对其内部压力场影响的变化规律;同时本文探索了温度对管道内部流场变化规律的影响,为今后压力管道的设计和使用提供了一定的借鉴作用。     

城市建筑环境下燃气泄漏扩散的数值模拟

为分析泄漏时间、管道压力、泄漏口与建筑物距离三个因素对街道天然气管道泄漏的影响,采用计算流体力学的方法对天然气管道泄漏扩散进行模拟,得到不同影响因素下的甲烷体积分数分布。研究表明:随着泄漏时间的增加,射流高度的增加,气体射流速度逐渐减小,甲烷逐渐向四周扩散;泄漏压力对泄漏的影响较大,直接影响扩散范围;建筑物对甲烷体积分数分布和变化产生很大影响,泄漏天然气对旁边的建筑物有贴附效应。     

基于FLUENT的城镇燃气管道泄漏扩散模拟研究

利用FLUENT对城镇燃气管道发生泄漏时的气体扩散问题进行模拟分析,得到气体在一定风速和有限空间条件下的扩散规律和甲烷浓度分布规律,指出燃气管道在泄漏口处气体泄漏速度较快,气体扩散近似自由射流,泄漏流场速度分布和甲烷浓度分布在X轴正向受到外部环境风速和泄漏孔径的影响明显,随风速和管道泄漏孔径增大气体扩散范围增大,这为充分认识城镇燃气管道泄漏扩散现象,有效预测泄漏事故范围和应急处置提供了理论依据。     

高压天然气管道泄漏及事故危害规律研究

天然气长输管道泄漏扩散的基本理论,全面分析了影响天然气泄漏扩散的因素;建立了天然气长输管道泄漏模型,对不同影响因素下天然气泄漏的压力场、速度场、浓度场以及危险区域进行了模拟分析,阐述了不同工况下天然气长输管道泄漏的规律;通过模拟对比分析了不同泄漏孔径、不同泄漏压力对泄漏区域的影响;模拟分析了气体中含硫化氢和泄漏区域有建筑物时的泄漏规律。     

浆体管道三通后的单孔消能孔板流场研究

为了研究浆体管道三通后的单孔消能孔板流场，使用Fluent对不同流量和孔板安装位置(孔板与三通相连或在三通下游0.5 m的流场进行了数值模拟。首先，工况1孔板后管道北侧出现回流，将对管壁造成冲蚀，工况2孔板后流动未出现明显回流。其次，工况1管道水平段中轴线上的压力沿流向先减小后增大，在三通前取得最小值，在关闭的阀门处取得最大值，但压力波动幅度较小。工况2的压力变化趋势与工况1的类似。最后，安装孔板的管道竖直段中轴线上的压力沿流向先减小后增大。工况2较工况1的消能能力有小幅提升，但压力恢复平稳的位置也往下游移动了约0.5 m。     

考虑障碍物分布和风速影响的天然气泄漏扩散研究

采用FLUENT软件对不同风速和障碍物分布下的天然气泄漏扩散进行了数值模拟。得到了甲烷在不同障碍物分布、风速影响下的扩散规律和甲烷的浓度分布规律,为有效预测天然气泄漏扩散的影响范围提供了依据。结果表明,在泄漏孔附近浓度和速度都很大,风速越大,天然气往下风方向输送的作用越明显;天然气的泄漏速度对扩散有明显的影响,速度越大扩散的高度越高;受障碍物高度的影响,扩散主要表现为天然气沿着障碍物壁面扩散和天然气发生偏转;受障碍物到泄漏孔距离的影响,天然气扩散主要表现为迎风面对天然气的阻挡作用。     

螺旋槽干气密封微间隙流场的CFD数值模拟

应用Solidworks软件建立螺旋槽干气密封三维立体模型,应用Fluent前处理Gambit软件对模型划分网格,应用Fluent软件对螺旋槽干气密封特定工况下的内部微间隙三维流场进行数值模拟,得到了流场的压力分布、速度分布以及泄漏量,所得流场数据与文献中实验结果吻合较好。改变操作参数再次模拟,得到了不同参数下流场的压力分布及泄漏量,并分析了操作参数对螺旋槽干气密封的影响。     

天然气管道泄漏研究现状分析

天然气管道发生泄漏将造成重大经济损失和环境污染,严重危害泄漏点附近的人民的生命财产安全。因此,在天然气管道发生泄漏后及时准确的检测出泄漏点,以及研究天然气在不同介质中的扩散模型具有重大意义。概述了近年来在天然气管道泄漏方面的多项研究现状;其中最主要的方面在于利用CFD软件结合扩散模型对管道泄漏进行仿真研究。     

丙烯碳钢管裂纹破裂泄漏的原因分析和对策

一根丙烯管道在使用中发生泄漏,经分析研究确认裂纹为管道制造时存在的缺陷,由于该裂纹处于焊接热影响区,局部过热区出现魏氏体组织,造成该部位材料较脆,在使用中该裂纹逐渐向内扩展直至穿透内壁,造成介质泄漏。今后应该加强对新建和在用压力管道的检验检测,对发现的缺陷应进行分析和安全评估,保证在用压力管道安全正常的运行。     

基于声波法的输气管道泄漏检测技术研究

基于多孔介质,组分输运模型建立了埋地天然气管道泄漏扩散控制方程,数值模拟了不同工况下天然气管道孔口泄漏后的外流场扩散规律,重点分析了内压对外流场的影响;并在流场分析的基础上,采用宽频模型得到了天然气管道泄漏后的气动声源。研究表明:因气流脉动引起的气动噪声主要有偶极子声源和四极子声源,且四极子声源是天然气管道泄漏气动噪声的主要声源。     

基于瞬变流的输油管道泄漏检测模拟

针对输油管道泄漏检测的现状进行了总结,并研究了一种基于瞬变流的检测输油管道泄漏点的方法,该方法利用管道均匀竖直的特点,在下游流体出口处设置阀门和压力检测装置,当输油管道发生泄露时,周期性关闭阀门产生瞬变流即连续压力波,以连续压力波为输入信号,泄漏管道为系统,检测管道出口处的压力信号为输出信号来检测泄漏。当产生同样周期及振幅的连续压力波时,由于泄漏点所在的位置不同及压力波造成管道共振,输出信号即管道出口检测到的压力也不同,根据这一特性,不断改变输入的压力波周期,即可产生不同的系统频率响应图。由此判断出泄漏点位置。     

原油管道泄漏事故火灾特性研究

原油管道腐蚀穿孔发生泄漏时遇到明火会发生火灾事故,研究其燃烧特性可指导现场人员逃离并采取合适的应对措施。利用Phast软件建立了某典型输油管道泄漏火灾模型,分析了风速、管道压力和腐蚀孔尺寸变化对辐射范围的影响。结果表明,当泄漏孔径增大时,火灾最大热辐射值和辐射云团影响范围变大;风速仅对原油燃烧位置有一定影响,对火灾燃烧强度影响很小;当管道压力升高时,辐射云团影响范围变大,中心位置向下风向偏移。研究成果可为原油泄漏火灾应急预案的编制提供理论指导。     

基于主动瞬变流的天然气管道泄漏检测研究

潮湿复杂的土壤环境会导致天然气管道发生腐蚀泄漏,研究准确可靠的天然气管道泄漏定位方法对保障管道安全运行具有重要意义。采用主动控制方法建立了瞬变流泄漏定位模型。以现场数据为基础,通过模拟分析评价了泄漏定位模型的预测精度。研究了阀门动作时间、泄漏孔径对泄漏定位精度的影响。结果表明：随着阀门动作时间的增加,压力信号波动幅度降低。相比1 s关闭阀门,20 s关闭阀门产生的压力信号无明显的周期变化,加大了泄漏定位的计算误差。随着阀门关闭时间的增加,定位误差随之变大,阀门动作时间应根据实际管道长度及压力波传播速率进行确定。随着泄漏孔径的增大,泄漏定位误差先降低后升高,模型对中孔泄漏定位较为准确。     

不同参数对在役焊接修复管道径向变形的影响

采用有限元分析软件对不同热输入及不同压力下管道的在役焊接修复过程进行模拟,研究管道内壁径向变形的变化规律。结果表明:在役管道焊接修复过程中,管道的径向变形随着管道内压力增大而呈线性增大,当管道内的压力增大到一定程度时,管道发生屈服,其径向变形急剧增大,并且焊接热量输入越多,管道内壁发生屈服时所需的压力越小,所以,可以通过研究径向变形的变化规律确定在役焊接修复过程中管道所能承受的最大压力。     

基于ANSYS的立式储罐应力分析

应用ANSYS软件分析了立式储罐工作时罐体与封头的应力分布.结果表明：储罐罐体受载荷作用时等效应力较大,最大等效应力处于罐体的内壁区域;罐体与封头连接区内壁处的等效应力值最大,随着由内壁向外壁的推移,等效应力呈近乎线性下降;人孔内壁处附近的等效应力值最高.     

锅炉水冷壁管工装孔处泄漏原因分析与处理

针对某公司循环流化床蒸汽锅炉炉膛工装孔处水冷壁管发生泄漏的情况,详细描述了泄漏点周围关联管道、连接件之间的位置情况,介绍了泄漏点的特征和关系,结合送检分析报告,判断泄漏是因负荷变化、水冷壁内壁处沉积结垢等产生疲劳损伤裂纹,在水冷壁与鳍片焊缝应力集中处开裂并不断扩张,最终在管内介质压力作用下发生泄漏,最后给出了具体的解决措施和对策。     

小尺度超临界CO2管道小孔泄漏减压及温降特性

超临界CO₂管道运行过程中一旦发生泄漏，将会造成严重的事故。本文基于小尺度CO₂管道（长14.85m，内径15mm）实验装置开展了超临界纯CO₂及含杂质超临界CO₂管道的小孔泄漏实验，测量了不同泄漏孔径及不同起始压力条件下超临界CO₂管道泄漏过程中管内介质的压力和温度响应曲线，分析了管道泄漏过程中CO₂的相态变化。研究结果表明，在超临界CO₂管道泄漏过程中，管内流体温度存在一个最低值，CO₂由超临界态直接转变为气态；泄漏孔径越大，管道泄漏时间越短，管内介质温度所能达到的最低值更低；N₂的存在缩短了管道泄漏的时间，提高了管内介质的最低温度，且N₂含量越高，该最低温度越高。此外基于管道泄漏时间的自保持性，得出了不同泄漏孔径和起始压力条件下管内压力随泄漏时间变化的经验公式。