障碍物间危险气体泄漏扩散的二维数值模拟

建立了一套基于κ-ε湍流模型的数值模拟方法,该方法适用于模拟可燃性气体、毒性气体等危险气体意外泄漏扩散时的湍流风场情况和危险气体的浓度分布情况。将数值模拟结果与风洞试验数据进行比较的结果表明,所建立的方法在模拟障碍物间危险气体泄漏扩散方面具有一定的有效性。     

可燃性及毒性气体在障碍物附近泄漏扩散的数值模拟

介绍了危险气体在障碍物附近泄漏扩散的数值计算模式 ,并对一风洞试验进行了模拟。通过与风洞试验数据的比较 ,数值模拟的结果与试验数据的趋势基本一致。同时 ,对危险气体在障碍物附近的扩散性质进行了讨论。     

低压天然气管道在有限空间中泄漏计算研究

在有限空间内,可燃气体泄漏扩散极其危险,甚至会引起火灾,因此对低压天然气管道在有限空间中泄漏进行计算研究意义非常重大。存在障碍物的有限空间中,气体泄漏后,在有限空间内形成的危险区域会受到风速和障碍物的影响。用流体力学软件模拟泄漏后气体形成的危险区域浓度分布情况,对模拟结果进行分析可知,危险气体扩散受到障碍物的阻碍,会在障碍物周围形成不规则的危险区域,风速不同,危险区域的大小也不同。泄漏口位置对危险区域的大小也有影响,离障碍物近的泄漏口附近,气体容易堆积,危险系数相对较高。     

可燃及毒性气体扩散研究

从气体动力学入手,通过对气体微元进行质量平衡、动量平衡、能量平衡的分析,采用了新的扩散模型对危险性气体的扩散进行数值模拟,为了验证模型的合理性,设计简易风洞,对轻重气体(包括二氧化碳、丙烯、乙炔等气体)在不同的泄放条件下进行了多次定常风洞扩散试验,得到了气体实际扩散后浓度的分布,同时也考察了风速、泄放速率、气体密度等主要因素对气体扩散的影响,得到气体扩散的一般规律。模型计算结果与试验数据吻合较好,最大浓度计算值与试验值的平均偏差在20%以内,且浓度分布趋势一致,从而证明了该模型的合理性。编制了模拟软件可作为泄漏扩散事故的预防及发生事故后采取应急防护措施的分析工具     

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。     

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.     

湍流状态下化学品扩散溯源中不同目标函数的影响分析

化学气体泄漏会对生命财产安全及环境造成重大破坏,建立有效的监测装置及评估系统能够在发生泄漏事故时为应急救援提供辅助决策,有效降低泄漏带来的潜在风险。通常会通过在风险区域排布的气体浓度传感器检测气体浓度,根据气象条件及气体扩散前向分布模型来进行泄漏估计。由于泄漏场景数据不易获得,因此本文基于fires dynamics simulator(FDS)的大涡模拟方法模拟含湍流下的泄漏扩散场景获取数据,在此基础上研究了目标函数对于建模过程及溯源结果的影响。通过溯源结果发现,以浓度偏差平方和为目标函数的溯源结果从总体效果来看比其他目标函数更优,但其仍不能避免受湍流影响在某些场景的溯源指标远离平均值,而综合考虑不同目标的溯源结果在一定程度上能改善该情况。     

埋地天然气管道泄漏爆炸区域数值模拟

针对埋地天然气管道的特点,在多孔介质条件下,分析埋地管道受到土壤条件和地面上障碍物的影响,建立埋地天然气管道持续泄漏模型,运用有限容积法,进行数值模拟。分析了障碍物在泄漏口右侧土壤层中和在地面上时,对爆炸区域的影响,得出障碍物对气体的扩散具有阻碍作用,使气体在障碍物相对来源方向聚集,并且爆炸区域在相对来源方向扩大。土壤层障碍物可完全阻碍天然气向土壤右侧扩散,使气体大量聚集在障碍物左侧,左侧爆炸区域不断扩大;由于多孔介质存在,使气体透过多孔介质绕过地面上障碍物扩散,对气体扩散影响相对较小;土壤层存在障碍物时对甲烷爆炸范围影响较大。     

不同硫化氢浓度下的天然气管道泄漏扩散数值模拟

针对含不同硫化氢浓度天然气的泄漏扩散问题,采用Fluent软件进行了相应的数值模拟。模拟结果表明:泄漏气体在泄漏喷射最大轴中心处泄漏的速度最大,离轴越远速度降低越快;随着硫化氢浓度增大,气体泄漏速度降低到大小相同时所需射流高度将减小;泄漏气体中硫化氢浓度越大,其扩散危险区域范围就越大。通过数值模拟得出的相关规律对实际安全生产和应急救援提供了一定的理论依据。     

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。