發(fā)布時間：2017-11-29 02:17

  本文關鍵詞：城市燃氣泄漏擴散模型及其危險性控制研究

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【摘要】：近年來,我國輕工業(yè)和重工業(yè)的快速發(fā)展導致城市化進程日益加快,城市燃氣事故時有發(fā)生。燃氣中毒、窒息、燃爆等事故由于波及范圍廣,極易造成周圍人員群死群傷和大面積財產(chǎn)損失,甚至影響社會穩(wěn)定性。因此,深入探究有效控制燃氣事故發(fā)生的方法顯得至關重要。要控制燃氣事故的發(fā)生,必須了解燃氣泄漏擴散的規(guī)律以及事故發(fā)生后的波及范圍,即危險區(qū)域,從而更科學地指導燃氣搶險和安全救援。本文基于氣體泄漏模型、擴散模型以及射流理論,以南方某城市實際鋪設燃氣管道為例,建立天然氣泄漏擴散物理模型。運用數(shù)值模擬方法,以三大守恒定律、k-e模型為基礎,在GAMBIT軟件中建立幾何模型,以管道天然氣為研究對象,借助FLUENT流體力學軟件仿真模擬了開闊空間和有障礙物存在兩種情況下的天然氣泄漏與擴散過程。研究結果表明,天然氣從泄漏口高速噴出作射流運動,在泄漏口處的濃度最大,呈束狀向上遷移,射流結束后在濃度差的作用下繼續(xù)向上擴散。水平風流使天然氣沿下風向和近地一側傾斜擴散。泄漏口徑會使天然氣擴散范圍更廣,最外層邊緣氣體的濃度更高。H2S的安全區(qū)域比CH_4小,天然氣的安全區(qū)域可以H2S的安全區(qū)域為參照。障礙物的存在會阻擋天然氣擴散,使原本沿下風向擴散的天然氣朝高空擴散,障礙物迎風面由于天然氣堆聚濃度值極高,背風面濃度則很低。隨著障礙物高度的逐漸增加,障礙物縱向阻擋作用顯著增大,而障礙物寬度的變化對泄漏點天然氣擴散的影響不大。泄漏口與障礙物之間水平方向距離的增加使得天然氣集聚在障礙物迎風側的范圍增大,但隨著其水平方向上距離的增加,聚集的濃度顯著降低,擴散高度明顯下降,橫向擴散距離越來越大。天然氣爆炸區(qū)域主要分布于高空,高濃度聚集區(qū)域主要分布在障礙物迎風側。模擬分析結果指出,一旦發(fā)生天然氣泄漏,首先應疏散泄漏口處的人群,其次是下風向的人群,設置安全警戒線后迅速組織燃氣搶險。存在障礙物時,天然氣中毒窒息區(qū)域濃度值較大,新鮮風流的注入會使中毒窒息區(qū)域轉變?yōu)楸▍^(qū)域,應加強高空天然氣通風并重點針對障礙物迎風面進行安全救援。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU996

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本文編號：1235837