本文關(guān)鍵詞：城市燃?xì)庑孤⿺U(kuò)散模型及其危險(xiǎn)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(dǎo)致城市化進(jìn)程日益加快,城市燃?xì)馐鹿蕰r(shí)有發(fā)生。燃?xì)庵卸尽⒅舷�、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(cái)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?xì)馐鹿拾l(fā)生的方法顯得至關(guān)重要。要控制燃?xì)馐鹿实陌l(fā)生,必須了解燃?xì)庑孤⿺U(kuò)散的規(guī)律以及事故發(fā)生后的波及范圍,即危險(xiǎn)區(qū)域,從而更科學(xué)地指導(dǎo)燃?xì)鈸岆U(xiǎn)和安全救援。本文基于氣體泄漏模型、擴(kuò)散模型以及射流理論,以南方某城市實(shí)際鋪設(shè)燃?xì)夤艿罏槔?建立天然氣泄漏擴(kuò)散物理模型。運(yùn)用數(shù)值模擬方法,以三大守恒定律、k-e模型為基礎(chǔ),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(xué)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(kuò)散過程。研究結(jié)果表明,天然氣從泄漏口高速噴出作射流運(yùn)動,在泄漏口處的濃度最大,呈束狀向上遷移,射流結(jié)束后在濃度差的作用下繼續(xù)向上擴(kuò)散。水平風(fēng)流使天然氣沿下風(fēng)向和近地一側(cè)傾斜擴(kuò)散。泄漏口徑會使天然氣擴(kuò)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?yàn)閰⒄铡Ｕ系K物的存在會阻擋天然氣擴(kuò)散,使原本沿下風(fēng)向擴(kuò)散的天然氣朝高空擴(kuò)散,障礙物迎風(fēng)面由于天然氣堆聚濃度值極高,背風(fēng)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(diǎn)天然氣擴(kuò)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(fēng)側(cè)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(kuò)散高度明顯下降,橫向擴(kuò)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(fēng)側(cè)。模擬分析結(jié)果指出,一旦發(fā)生天然氣泄漏,首先應(yīng)疏散泄漏口處的人群,其次是下風(fēng)向的人群,設(shè)置安全警戒線后迅速組織燃?xì)鈸岆U(xiǎn)。存在障礙物時(shí),天然氣中毒窒息區(qū)域濃度值較大,新鮮風(fēng)流的注入會使中毒窒息區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)楸▍^(qū)域,應(yīng)加強(qiáng)高空天然氣通風(fēng)并重點(diǎn)針對障礙物迎風(fēng)面進(jìn)行安全救援。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU996

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本文編號：1235837