硫化氢扩散规律数值模拟

硫化氢一旦泄漏扩散,其后果不堪设想,为了掌握硫化氢扩散规律,采用MATLAB和VC++软件,对源强、风速、源高影响下的硫化氢扩散规律进行了数值模拟。模拟结果表明,夜间,源强增大时泄漏源下风向扩散范围增大,扩散区域硫化氢质量浓度梯度增大,源高增加时泄漏源下风向扩散区域的最大宽度变窄,面积变小;白天,在日光照射强度低、风速大于等于4 m/s的条件下,风速增大时泄漏源下风向扩散范围减小,扩散区域硫化氢质量浓度梯度减小,增大源高、风速有利于降低硫化氢的质量浓度,减小危害。研究结果可为事故预防和应急救援提供依据。     

拱顶油罐无组织排放气体污染物的环境影响预测及回收

拱顶油罐是石化企业无组织捧放源之一.拱顶罐的无组织捧放主要是由于油品“大呼吸”损耗和“小呼吸”损耗所引起的.API公式是一种基于实测及理论研究相结合的油品蒸发损耗计算公式,相较于纯理论公式更贴近实际情况,更加准确.因而选取API经验公式作为源强计算公式,计算结果显示“大呼吸”损耗量远远大于“小呼吸”损耗量.以高斯扩散模型为基础,分析了拱顶油罐无组织捧放对区域大气环境的影响,提出拱顶罐与油气收集回收工艺以降低油气的无组织排放.     

通风条件对测试厂房内推进剂毒气扩散影响的数值仿真

为获得某型导弹在测试厂房内发生推进剂泄漏后,推进剂蒸发产生毒气的扩散规律,开展了测试厂房通风条件对偏二甲肼泄漏蒸发形成蒸气的扩散过程数值研究,分析了通风风速5m/s时,测试厂房内有毒气体的浓度分布情况,以及不同进风风速、进风方向对偏二甲肼蒸气扩散的影响。研究结果表明,在所设定的泄漏状态下,通风系统以5m/s进风风速和水平进风风向工作时,有利于室内偏二甲肼蒸气的排出。     

架空输油管道泄漏危害研究

当架空管道发生小孔泄漏事故时,由于泄漏产生的油品和蒸发产生的石油蒸气云遇明火会发生燃烧和爆炸,对周边地区造成严重的经济损失和人员伤亡。因此,有必要对泄漏的不同阶段进行研究,确定不同阶段的危险性,得出事故不同阶段应急方案。以Fluent模拟软件为基础建立三维空间架空管道泄漏模型,研究不同孔径和风速对油池和其产生的石油蒸气云的扩散影响,得出油蒸气浓度扩散规律。     

ALOHA在苯泄漏事故中的模拟分析

危化品泄漏可能引发中毒、火灾或爆炸事故。以常州市某危险化学品储罐区苯储罐受外物撞击为背景,对苯罐泄漏进行后果分析,并利用ALOHA模拟软件对可能存在的瞬时泄漏和连续泄漏两种事故场景分别进行了计算模拟。通过选择各事故场景下某一事故类型对应的关注水平,得到相应的苯扩散区域、可燃区域和蒸气云爆炸超压影响区域的模拟图。对于同一事故场景,毒性影响范围都明显大于其他类型事故的影响范围,因此在应急疏散中应以毒性影响范围作为依据进行疏散。ALOHA在极低风速、稳定的大气条件、风向变化和地形变化较大以及局部浓度不均匀4种情况下的模拟结果不稳定,在实际应用时需要注意。     

高硫气田集输管道阀室泄漏过程模拟分析

根据某高硫气田阀室设计参数得到最大气体泄漏量;同时利用获得的气象参数及周围地形的相关数据,采用基于CFD的事故模拟软件Fluidyn-PANACHE对复杂地形下的风场及含硫天然气的泄漏扩散过程进行数值模拟;分析风速、风向及高度对硫化氢扩散的影响;并得到不同风向下不同浓度的有毒气体可能的影响范围,将可能影响范围与应急预案相结合,更好地实现管道阀室突发事件的应急处置。     

适用于变化风场条件的危险气体扩散模型改进方法

以应用广泛的危险气体扩散模式SLAB为例,对此类模型在扩散过程中风向和风速保持不变的不合理假设进行了探讨,提出了改进的方法和思路.通过时间单元划分和坐标系旋转平移的方法使SLAB模式能在变化的风向风速条件下进行危险气体的扩散计算,该计算理念更真实地反映实际情况,从而更好地为应急管理部门提供及时、准确的决策支持,最大程度地降低危险事故造成的各项损失.     

天然气扩散的CFD模拟研究

为研究障碍物对天然气泄漏扩散规律的影响,在下风向设置障碍物,采用流体力学软件FLUENT对管道天然气泄漏扩散过程进行模拟,结果表明:无障碍时,泄漏时间影响扩散高度和扩散面积,有障碍物会阻挡天然气扩散,使原本沿下风向倾斜的天然气往高空扩散.障碍物背风面的天然气浓度显著降低,而在迎风面的浓度不断增加.障碍物宽度对天然气扩散影响不大,泄漏口与障碍物之间的距离对天然气堆聚范围、浓度以及扩散高度有重要影响.天然气爆炸区域主要分布在高空,中毒窒息区域主要分布在障碍物迎风面,一定条件下中毒窒息区域可转变为爆炸区域.该天然气扩散的数值模拟结果可为燃气抢险和安全救援提供有效理论依据.     

城市街道峡谷形状对燃气管道泄漏扩散影响CFD模拟

构造了2种不同形态的街道峡谷横断面CFD模型,所构建的模型由3栋不同高度的楼房并行组成,风向垂直于建筑物。并且用这些模型模拟了在3种不同风流速度条件下的街道峡谷流场和泄漏燃气的扩散情况。模拟结果表明,在建筑物的影响下,峡谷内的流场形成的旋涡造成独立而稳定的循环气流,从而影响建筑物迎风面与背风面泄漏燃气的扩散情况。建筑物附近风速的大小和分布也与泄漏燃气的扩散紧密相关。最后基于模拟结果提出了相应的应急措施。     

障碍物形状对含硫天然气管道泄漏扩散影响的数值模拟

对含硫天然气管道泄漏扩散进行模拟研究,在不同风速下对比分析了计算区域内障碍物形状、障碍物坡度对泄漏气体扩散过程的影响规律,并模拟了不同条件下H₂S组分的安全区域。结果表明,障碍物的存在使泄漏气体在风力作用下堆积在障碍物的迎风面,障碍物的形状改变泄漏气体的运动路径。当障碍物为无坡度障碍物（建筑物）时,泄漏气体的扩散高度增大,且在水平方向的传输被阻碍;当障碍物为有坡度障碍物（山体）时,泄漏气体在水平方向的扩散距离增大,且在外界风力达到一定速度之后,泄漏气体绕过障碍物在背风区扩散时开始向下沉降,导致地面附近的安全区域范围减小。减小障碍物坡度,风速较小时对泄漏气体的扩散无影响,风速较大时泄漏气体将障碍物包围并在近地面处扩散;增大障碍物坡度,泄漏气体的扩散规律与无坡度障碍物（建筑物）存在时相似。模拟结果可为含硫天然气泄漏事故的处理提供参考。     

罐区重质气体泄漏扩散的数值模拟分析

采用Fluent软件对油库罐区危险重质气体不同工况下的泄漏扩散过程进行了数值模拟研究。结果表明:卧式储罐垂直方向发生泄漏时,重气云团在地表附近重力沉降,气体浓度上升明显,整个罐区处于爆炸极限范围内,危险性较大;罐组边缘位置的储罐发生泄漏时,气体扩散速度快,但浓度较低;罐组中间位置的储罐发生泄漏时,气体扩散速度慢,容易达到爆炸浓度极限。当风速为0.95 m/s时,重质气体的扩散速度随着风速的增加而增加,气体浓度上升明显;当风速达到1.7 m/s时,气体浓度达到峰值,然后随着风速的继续增大,气体浓度慢慢降低。     

石脑油及原油边界层蒸发特性的实验研究

从环境风速、蒸发面积和蒸发液池与地面相对位置3方面分别对石脑油和原油的蒸发动力学特性进行了风洞实验研究。实验结果表明,石脑油在低风速和液面面积较小的情况下,石脑油的蒸发受风速和液面面积的影响明显,增加风速或增大液面面积后,影响减弱。这表明石脑油的蒸发在一定程度上受边界层蒸发控制。原油的蒸发几乎不受风速、液池面积的影响,这说明原油的蒸发受边界层条件控制的程度很小,其蒸发速率主要由其自身性质(如分子扩散系数、蒸气压等)所决定,其蒸发过程是受基本蒸发过程控制的。通过对实验数据进行分析,石脑油的蒸发质量随时间表现出乘幂的变化关系,幂次大约为0.70;原油的蒸发质量随时间表现出乘幂或对数的变化关系,其幂次大约为0.55。     

航油储罐着火热辐射特性影响研究

航空煤油采用3号喷气燃料（JET A⁃1），其是泄漏火灾中常见的危险源。基于理论分析、PHAST软件模拟，研究了航煤罐区中一个储罐泄漏引发池火灾后对周边储罐的影响，介绍了储罐之间安全距离的确定方法。研究结果表明，热辐射强度随着风速的增大而增大，最大风速时的热辐射值相对于平均风速时的辐射值增加了65.7%；随着距离的增加，辐射值变小，且随着罐体高度的增加，热辐射值变大，而大气湿度对热辐射影响较小；确定了本工程油罐安全间距为17 m；采用MATLAB软件进行理论计算并与数值模拟计算结果进行对比，最大误差为18.7%，具有较强的可靠性。研究结果对于油罐区设计、指导紧急救灾具有重要理论价值和实践意义。     

城市埋地天然气泄漏三维数值模拟

随着我国天然气事业的发展,天然气管道规模也在不断扩大,与此同时也带来了安全上的隐患,城市天然气管道泄漏事故频繁发生,严重影响了城市居民的生命及财产安全。主要介绍了城市天然气管道泄漏数值仿真和数值模拟的基本理论,考虑泄漏过程中风场对泄漏的影响,分析了近地面处风场的变化,建立了埋地天然气管道泄漏模型。设定泄漏扩散发生在大气环境,选取CFD软件对网格进行划分并进行局部加密,进行了风场的稳态模拟。在风场达到稳态后,改变后处理边界条件,再对泄漏进行瞬态模拟,得出天然气泄漏扩散随时间的变化规律,定量分析了风速对泄漏扩散的影响。结果表明,建筑物对风场存在干扰,在泄漏过程中气体聚集在近地面及贴近建筑物周围,随着风速的增加,稳态扩散高度降低,但风场对水平扩散的影响较小,风速越大泄漏气体稀释效果越明显,所造成的危险区域越小。     

两组分液体蒸发过程动力学特性的实验

对多组分的蒸发动力学过程进行了分析,指出其蒸发过程是分3个阶段进行的。利用环境风洞分别对苯-甲苯以及苯-乙醇两组分液体在不同风速、不同蒸发面积以及不同的液面与地面相对位置下的蒸发动力学特性进行了实验研究。实验结果表明,苯-甲苯以及苯-乙醇混合溶液的蒸发过程容易受环境风速、蒸发面积以及气流紊乱程度的影响,这表明其蒸发过程是受边界层蒸发控制的,因此,在建立蒸发速率预测模型时,只须考虑环境风速、蒸发面积、地表粗糙度等因素对蒸发的影响。通过对蒸发质量随时间变化的分析,得知两组分之间蒸发性能越接近、体积比越接近、环境风速越大、蒸发面积越大,蒸发质量随时间的变化越容易表现出乘幂的变化关系,且平均幂次约为0.80。     

铁路油罐车静电场计算模型研究

据统计,在国内较大的石油静电事故中,铁路油罐车装油事故占首位,因而对油罐车装油过程中的静电研究显得特别重要。根据静电场基本方程和铁路油罐车静电场边界特征,建立了电场计算模型并采用超松驰迭代法求解。计算结果表明：在油罐车装油过程中油面电位随着液面上升而变化,最高电位出现在１／２～３／４容积处。这一变化趋势与实测数据符合。根据所建模型建立了一整套仿真软件,该软件为安全设计、危险性预测提供了科学的依据。     

影响不对称支撑圆形钢天线风致疲劳寿命的因素

在求得结构不同风向、风速下风致响应以及结构所在位置处的风速风向联合分布函数的基础上,基于经典的疲劳累积损伤理论,对一实际不对称支撑圆形截面钢结构进行风致疲劳寿命估计。通过实例分析的结果,讨论了风向、结构表面粗糙度、涡激共振以及平均风速等重要因素对结构风致疲劳寿命的影响。计算结果表明：1）风向对结构的风致疲劳累积损伤影响较大,在出现概率大的风向区间内造成的疲劳累积损伤较大;2）结构表面粗糙度对结构的风致疲劳寿命影响也较大,疲劳寿命随着表面粗糙度的增加而减小;3）涡激共振对结构的疲劳寿命有一定的影响,在计算结构的风致疲劳寿命时,不应该忽略涡激共振的影响;4）平均风荷载对结构的风致疲劳寿命影响较小。