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。     

储气库放空系统影响因素数值模拟研究

本文介绍了储气库放空系统工况,根据集注站放空量的大小,运用PHAST软件对天然气的扩散过程进行定量模拟,研究了放空速率、夫气稳定度和风速对天然气辐射范围、闪火和喷射火的影响。研究表明:放空速率越大,可燃气体辐射范围越大;大气稳定度越高,越不有利于可燃气体的扩散,天然气爆炸范围越大,危险区域就越大;风速越小,天然气扩散越慢,危险区域越大,同时风速对闪火和辐射强度也有一定的影响,因此在放室时应限制放空速率,同时应考虑环境因素对扩散的影响,以便实现在储气库安全放空时降低事故发生率的目标。     

储气库放空系统影响因素数值模拟研究

本文介绍了储气库放空系统工况,根掘集注站放空量的大小,运用PHAST软件对天然气的扩散过程进行定量模拟、研究了放空速率,大气稳定度和风速对天然气辐射范围、闪火和喷射火的彬响研究表明:放空速率越大,可燃气体辐射范围越大:大气稳定度越高,越不有利于可燃气体的扩散,天然气爆炸范围越大,危险区域就越大;风速越小,天然气扩散越慢,危险区域越大,同时风速对闪火和辐射强度也有一定的影响,因此在放空时应限制放空速率,同时应考虑环境因素对扩散的影响,以便实现在储气库安全放空时降低事故发生率的目标     

基于FLUENT的海上平台天然气储罐泄漏扩散研究

针对海上石油平台天然气储罐泄漏扩散问题,基于计算流体动力学软件FLUENT,参照某海洋平台,建立海上平台的二维模型。模拟得到不同风速、泄漏孔径和泄漏速度条件下天然气在海上平台的泄漏扩散分布规律,并根据天然气5%~15%的爆炸极限模拟出天然气泄漏后的危险区域。模拟结果表明不同风速、泄漏孔径和泄漏速度与天然气泄漏扩散之间的规律并以此预测天然气泄漏扩散危险区域。为此类事故的预防、控制以及海上平台人员应急逃生方面均提供了参考。     

稳态情况下天然气管道泄漏数值模拟研究

为了研究天然气管道泄漏后甲烷在一定区域内的扩散情况,采用仿真软件FLUENT对建立的相关物理模型进行数值模拟计算,探讨了不同风速对甲烷扩散特性的影响。数值模拟结果表明：天然气泄漏处的高流速核心区域喷射高度不高,风速越大,高流速核心区域喷射高度越低;风速越小,甲烷在一定区域内的扩散范围越大,但甲烷扩散分布较均匀,局部甲烷浓度较低;风速越大,甲烷在一定区域内的扩散范围越小,但甲烷会在局部形成聚集,引起局部甲烷浓度升高。     

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。     

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。     

风速对天然气泄漏过程影响的CFD模拟研究

自然界中天然气的泄漏往往伴随着有风天气,风力的作用会给天然气的泄漏及扩散过程带来更复杂的影响。本文采用CFD数值模拟方法,分析风速对天然气泄漏过程地影响。研究结果发现,当风速为0 m/s时,气体的速度以及甲烷的扩散方向主要是垂直方向;而当风速达到5 m/s时,在风力的作用下,气体速度场明显发生倾斜,并且在泄漏孔附近形成较大的偏转和涡旋,同时,甲烷向计算区域的右侧扩散,并且在喷孔右侧区域形成一定的涡旋,使得甲烷的扩散速度加快。这一现象说明了自然风速越大,甲烷扩散越快,有利于甲烷等污染物在大气中尽快扩散,避免造成更大的损失。     

放空立管放空时扩散范围研究

放空立管最为保护管路的重要设备,对保证管路正常运行,降低管道危害具有重要的意义。基于现有的放空设备,采用分析软件PHAST和OLGA对不同风速下计划放空和紧急放空时天然气的扩散范围进行了模拟计算。获得了软件模拟条件下,天然气放空时扩散范围的规律。风速越高扩散范围越大;相同风速下,紧急放空比计划放空高浓度范围更大。计算范围规律的确定为放空立管扩散计算提供了思路。     

天然气泄漏扩散规律的CFD仿真

天然气管道泄漏后气体的扩散受到管道运行情况和周围环境的影响,气体在泄漏孔处的喷流规律较为复杂,以CFD方法为基础,使用ANSYS软件对泄漏点及其周围环境进行建模,对不同工况进行模拟,分析运行压力、风速和泄漏孔径对气体扩散的影响,从而得到天然气管道泄漏后气体的扩散规律,证明泄漏范围与输送压力和泄漏孔径成正相关,风向和风速分别影响泄漏云的扩散方向和扩散速度。     

天然气长输管道火炬放空扩散规律研究

天然气的放空扩散非常危险,研究天然气长输管道火炬放空扩散的规律,可以为其安全放空提供指导依据。PHAST软件是公认的最权威最准确的后果分析软件,可以用于长输管道的天然气放空扩散计算。采用该软件建立天然气长输管道系统的亚临界流不点火放空的扩散模型,确定天然气在不点火放空过程中可能燃烧的危险区域。以某实际长输管道为例,计算两种工况下天然气扩散规律。结果显示,在放空过程中风速影响天然气的扩散。低风速时,天然气会向上扩散,在高风速时,天然气向水平方向扩散。天然气50%LFL云团水平距离随风速的增大而增加,云团高度随风速的增加而减小。     

城市燃气管道小孔泄漏数值仿真研究

随着城市天然气管网建设的飞速发展,城市天然气输送管网越来越复杂。城市燃气管道泄漏会造成重大的经济损失和人员伤亡,并影响到人们的日常生活。为探究城市燃气管道的泄漏规律,建立了城市天然气管道泄漏最为常见的小孔泄漏扩散模型,应用MATLAB软件编制了相应程序,对气体泄漏浓度和泄漏范围进行数值仿真,探究管内压力、风速、地形条件对气体扩散范围、扩散浓度的影响。结果表明,风速、管内压力直接影响泄漏浓度值和泄漏范围。相比于城市地形,郊区地形条件下,风速对扩散范围的影响更大,充分证明了郊区的地形更利于燃气扩散。     

架空天然气管道泄漏数值模拟

以计算流体力学软件为基础,利用组分输运模型,建立了天然气泄漏扩散控制方程,对高含硫架空天然气管道泄漏数值模拟,研究稳态泄漏和非稳态泄漏两种情况。分析了风速、重力、泄漏量、工况、输送压力等因素对天然气泄漏后扩散过程的影响,得到了硫化氢在不同工况下的扩散规律及安全区域云图。结合模拟结果,分析了高含硫天然气的泄漏扩散规律,得到了不同风速条件对架空天然气管道泄漏的影响,且其模拟结果可以为石油天然气行业制定相关应急预案及制定安全规章提供指导意义。     

埋地天然气管道泄漏激光检测影响分析

激光技术是天然气管道泄漏检测的重要手段,而泄漏扩散过程对其检测过程存在一定影响。通过建立埋地天然气管道泄漏扩散模型,模拟得到了泄漏天然气扩散特性,计算了天然气扩散光谱检测值,分析了不同检测高度、不同泄漏口大小以及不同风速对天然气扩散光谱特性的影响。研究表明:泄漏口越大,测得的光谱检测曲线越低,降低幅度在距泄漏口40 m内最为明显;有风速影响时,光谱检测曲线最低点均向下风向偏移,在距泄漏口6 m左右时光谱检测值最小。研究结果可为合理有效地进行激光检测提供参考。     

泄漏速度对激光检测天然气管道泄漏影响分析

天然气管道泄漏产生的危害极大,激光技术是检测管道泄漏的重要手段,但泄漏扩散过程对其检测存在一定的影响。建立了架空天然气管道泄漏扩散模型,数值分析了不同泄漏速度下管道泄漏天然气扩散过程,然后探讨了不同探测高度下其对激光检测的影响。研究结果表明:在同一泄漏速度下,随着探测高度的增加,激光检测信号强度越来越弱;在同一探测高度下,中速泄漏时激光检测信号强度稍强于高度泄漏,明显弱于低速泄漏。     

汽油装罐油气扩散排放的实验测定及数值模拟

正确预测储油罐收油作业时罐内油气扩散排放规律对研究油品蒸发损耗及污染控制具有重要意义,因而两个关键参数（油罐排放气液比λ及损耗率η）被重点考虑。基于VOF模型、扩散传质模型和RNG k-ε湍流模型,对汽油喷溅式装油损耗进行数值模拟研究。分析比较了不同装油口高度、不同装油速度、不同油罐初始油气浓度条件下罐内的油气扩散规律,并建立汽油装罐蒸发损耗实验平台验证以上数值模拟,模拟值与实验值吻合良好。研究结果表明：装油口位置越高,汽油损耗率η越大,随装油速度增大,高装油口损耗率η最大约为0.34%,低装油口约为0.025%。增大油罐初始油气浓度,高装油口损耗率η最大约为0.44%,中装油口约为0.21%,低装油口约为0.043%。最后建议固定顶油罐大呼吸API损耗评估计算公式考虑装油速度及油罐初始油气浓度对蒸发损耗的影响,并尽量采用低装油口及清洗油罐装油。     

采用高斯模型分析输气管道泄漏后气体的扩散

在深入分析输气管道泄露气体扩散的基础上,根据天然气扩散本身的特征和研究问题的需要,采用高斯模型确定了泄漏源有效高度,天然气扩散系数,高度与风速的关系。指出：泄漏源抬升高度与扩散气体的初始速度和方向、初始温度、泄漏口直径、环境风速的关系;扩散系数的大小与大气湍流结构、离地面高度、地面粗糙度、泄漏持续时间、抽样时间间隔、风速以及离开泄漏源的距离等因数的关系;风压高度变化系数和高度的函数关系。     

Swirling Effects on the Performance of Supersonic Separators for Natural Gas Separation

The effects of swirls on the mass flow rates and on the natural gas velocity and temperature in a supersonic separator were numerically studied using the Reynolds stress model. An experimental system was set up with moist air as working fluid. The results showed that high swirl strengths decreased the mass flow rates through the supersonic separator. An increase in swirl strength resulted in a reduction and non‐uniform radial distribution of the gas Mach number at the nozzle exit. With moderate swirls, low temperature (–60 °C) and a strong centrifugal field (5 · 10⁶ m s^–2) are obtained to condense and separate water and heavy hydrocarbons from natural gas. The experimental results agreed with the simulations demonstrating that strong swirls decreased the mass flow rate.     

低气速条件下CO_2在牛顿及非牛顿流体中气含率

实验测定了低气速下CO2气泡群在牛顿流体、剪切变稀流体及黏弹性流体中的气含率。讨论了流体的流变性、质量分数及表观气速对气含率的影响。结果表明:在3种不同性质的流体中,气含率均随表观气速的增大而增大。同时发现流体性质对气含率具有不同的影响:对于牛顿流体,表观气速较低时,质量分数对气含率影响可忽略;对于非牛顿流体,气含率随着流动指数n的减小而减小,即剪切变稀效应对气含率有负作用,而黏弹性对气含率的影响可忽略。气含率是气液传质过程设计中最重要的参数,因此研究结果为进一步研究CO2气泡群在非牛顿流体中的传质奠定了一定基础。