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。     

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。     

化工园区液氨卧式储罐泄漏扩散特性研究

以某化工园区液氨卧式储罐为对象,采用Phast软件建立了液氨卧式储罐泄漏模型,研究了储罐压力、泄漏孔径、风速、环境温度等因素对液氨泄漏扩散特性的影响.结果表明:随着风速的增大,氨气云团扩散面积变小,影响范围相应变小.随着泄漏孔径的增大,氨气泄漏影响更高的区域.泄漏孔径大于0.09 m时,泄漏孔径不再是影响扩散的主要因素.随着储罐压力的增大,氨气侧视扩散范围逐渐升高,俯视扩散范围逐渐缩小.温度越高,氨气的扩散范围越大.     

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。     

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。     

化工厂液氨储罐泄漏氨气扩散的影响因素研究

以某化工厂低温常压液氨储罐为研究对象,采用phast软件建立了液氨储罐泄漏模型,分析了泄漏孔径、泄漏高度、大气稳定度、地面粗糙度及环境风速对氨气泄漏扩散浓度变化的影响。结果表明：当泄漏孔径超过20 mm时,氨气泄漏扩散浓度及范围大幅增加,应定期巡检,在小泄漏孔径时及时采取补漏措施;当泄漏高度为4 m时,高度1 m处氨气浓度最大,应注意此高度罐壁的腐蚀程度,当泄漏高度达到13 m时,高度1 m处氨气浓度为0,对地面无影响;当大气稳定度升高时,氨气向下风向扩散的距离明显增大;随着地面粗糙度的增加,氨气浓度分布整体明显降低;当环境风速低于2 m/s时,氨气扩散影响范围和最大浓度均较高,应加强巡检。     

氯气泄漏扩散影响因素的数值模拟研究

基于FLUENT的物质传输模型建立氯气泄漏扩散模型,针对不同泄漏速率、外界风速、障碍物类型等对氯气泄漏扩散进行数值模拟.结果表明,泄漏速率较大时,重气效应明显增大,下风向形成的高浓度区增大;外界风速对重气扩散浓度和扩散危险性区域有很大影响,风速较大时,重气云在下风向的扩散速率增大,在水平侧风向的扩散速率减小,在泄漏源和障碍物附近的停留时间减少,形成的危险区域较小;不同的地表条件是影响重气扩散的重要因素.     

架空含硫天然气管道泄漏扩散数值模拟研究

建立了架空管道泄漏扩散过程控制方程,并对架空管道发生穿孔时的稳定泄漏和非稳定泄漏过程进行数值模拟,分析了泄漏口流速,及风速对气体扩散规律的影响,并给出了不同工况下甲烷的爆炸极限范围及硫化氢中毒范围,确定了实施营救的最佳时间.     

大气环境对天然气管道泄漏扩散影响的模拟

目前天然气作为清洁能源得到了广泛的应用,同时天然气的输送主要依靠管道运输,所以对天然气管道的泄漏研究显得尤为必要。当天然气管道发生泄漏后,天然气的扩散范围会受到大气环境的影响,为此本文选用基于高斯扩散模型的ALOHA软件研究了不同大气环境下天然气管道扩散的危险范围。为了验证软件模拟结果的可靠性,将软件模拟结果与公式计算值进行对比。通过ALOHA软件对不同大气环境下天然气管道泄漏后的危险区域进行模拟分析,得出大气环境中温度、风速、湿度、大气稳定度对天然气管道泄漏的影响。结果表明,ALOHA软件的计算结果是可靠的,大气温度的增加会增大危险范围,风速的加快有利于危险范围的缩小,大气越不稳定危险范围越小,湿度对于危险范围基本没有影响。     

有风情况下氯气泄漏扩散数值模拟研究

采用流体力学软件FLUENT的物质传输模块对不同风速情况下氯气绕障碍物泄漏扩散过程进行了数值模拟,获得了计算区域内风流场分布以及氯气泄漏随时间变化的扩散规律。结果表明在障碍物背面会形成漩涡,风流不畅使有害气体积聚不易扩散,且氯气泄漏过程存在明显的重气效应,容易向地面沉降,建筑物前方近地面处为氯气扩散高浓度区。当风速较小时,氯气扩散较慢,在越过障碍物时有直接向地面沉降趋势;当风速增大时,氯气云团在下风向扩散速率明显增大,在垂直方向扩散速率减小。     

硫化氢泄漏后果定量分析方法及指标响应规律

为了定量分析不同场景下H2S泄漏影响范围及各参数的响应规律,为H2S的泄漏防护提供定量数据,根据统一扩散模型和重气扩散理论,应用挪威船级社的 PHAST软件研究了H2S在不同泄漏条件下的扩散特征、浓度分布及顺风距离等. 结果表明,泄漏1 min时,中孔、大孔泄漏和破裂时的立即威胁生命和健康(IDLH)浓度顺风距离从661 m增至2404 m,IDLH浓度和最高容许浓度(MAC)的顺风距离、最大云团宽度均增大了3~4倍,持续5和30 min时变化类似;相同泄漏孔径时,中孔、大孔泄漏和破裂时,IDLH顺风距离分别缩短了31.4%, 23.8%和24.7%,最大云团宽度增加了1.4~1.7倍;风速4 m/s时,大气稳定度E的IDLH和MAC顺风距离分别是大气稳定度B的2.8倍和3.8倍;大气稳定度D、风速8.5 m/s时的IDLH和MAC顺风距离分别是风速1.5 m/s时的49.2%和39.3%;顺风距离及最大云团宽度随地面粗糙度增大呈对数降低;H2S泄漏后可能造成的主要危害是中毒,其次是喷射火、闪火及爆炸. 在进行泄漏防护时可参考定量分析结果,从个体防护和安全隔离两方面考虑;泄漏影响范围可作为H2S安全隔离的边界.     

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。     

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。     

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。     

甲基丙烯酸储罐泄漏事故危险区域分析

甲基丙烯酸是生产水泥助磨剂的重要原料,其存储使用过程的安全管控和应急防范是水泥耐磨剂生产企业的重要工作内容。分析了甲基丙烯酸的火灾危险性和健康危险性,结合某企业甲基丙烯酸存储现状,设定了泄漏扩散场景,采用ALOHA分析了不同外界风速条件下,泄漏后健康危害危险区域和泄漏后火灾高温危害危险区域分布范围。结果表明:不同风速条件下,因其泄漏后毒性特征形成危险区域范围边界距泄漏点最远39m;因泄漏火灾形成的高温危险区域范围边界距泄露点最远为13m。可为水泥助磨剂生产企业科学制定泄漏应急预案提供指导。     

影响埋地输油管道泄漏介质迁移两种因素分析

通过建立埋地输油管道泄漏污染物迁移二维模型,分别分析了泄漏油相、水相在管道不同泄漏孔径和位置发生泄漏时的扩散迁移规律。研究表明:泄漏油水污染物分布由苹果状、U状向椭圆状转变,泄漏孔径越大,泄漏速度亦越大,泄漏到地表的时间也相对提前;管道不同泄漏位置其泄漏油水污染物分布对称轴线不同,且油品在相对靠近地表泄漏时会提前泄漏到地表。本研究可为光缆检漏技术用于检测、定位埋地输油管道的泄漏情况和泄漏位置提供参考。     

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。     

外力破坏作用下燃气管道突发性破损泄漏扩散及风险分析

随着当前城市化进程的快速发展,城镇建设活动对燃气管道的侵扰现象不断发生,其中第三方外力破坏作用造成燃气泄漏事故频繁发生,在城市人口密集区容易形成重大安全隐患。因此为量化外力破坏管道燃气泄漏事故危害区域和分析燃气泄漏的风险,针对第三方外力破坏作用对管道的破损特征,建立了管道燃气泄漏和扩散模型,先对不同等级压力管道和破损孔径条件下的泄漏率进行了分析,再根据泄漏率、风速及大气稳定度等对燃气扩散进行了模拟,对危险浓度区域进行了定义划分,得到了燃爆浓度区域和对人体产生不适症状的危害浓度区域,给出了燃气泄漏扩散的最小警戒距离,对比分析了在管道压力下泄漏孔径、风速及泄漏量等因素对扩散危害面积和最小安全距离的影响,为外力破坏作用燃气泄漏事故的预警、疏散和应急抢险等危险防控提供依据。     

输气站场脱硫装置H2S泄漏扩散规律及后果研究

为定量分析不同工况条件下H₂S泄漏扩散的影响规律,在分析H₂S气体危险性的基础上,采用DNV PHAST软件模拟不同泄漏孔径、扩散时间和气象条件对浓度分布的影响,进而考察毒性、喷射火和蒸气云爆炸带来的危险后果。结果表明,泄漏孔径和扩散时间与下风距离、云团宽度和云团高度等参数呈正比,大气稳定度越低、风速越大,越有利于气体扩散;H₂S的主要危害为中毒,其引发室外致死率为0.1%、1%、10%和99%时的下风距离分别为652.6 m、574.7 m、482.1 m、216.7 m。研究结果可为有毒气体的泄漏风险防控提供实际参考。     

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。