【摘要】：近年來(lái)由于經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)與社會(huì)的發(fā)展,天然氣作為人們生活與工業(yè)生產(chǎn)的支柱能源之一正扮演著越來(lái)越重要的角色。然而燃?xì)馐鹿暑l發(fā)嚴(yán)重威脅了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。為了減少燃?xì)馐鹿实陌l(fā)生,減小事故帶來(lái)的危害,有必要開(kāi)展燃?xì)庀到y(tǒng)事故危害性研究,加強(qiáng)對(duì)燃?xì)鈶?yīng)急救援系統(tǒng)及安全性的建設(shè)。地理信息系統(tǒng)(GIS)能夠記錄、存儲(chǔ)、計(jì)算、描述地理信息資料,將其與燃?xì)馐鹿实陌l(fā)生結(jié)合起來(lái)能夠在很大程度上提高燃?xì)馐鹿示仍到y(tǒng)的效率。首先,燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生的主要事故是燃?xì)庑孤Ｈ細(xì)庑孤┲笥雒骰饡?huì)發(fā)生火災(zāi)和爆炸。本文首先分析了針對(duì)不同事故類(lèi)型的燃?xì)庑孤┠Ｐ?確定其使用范圍,分析燃?xì)庑孤⿺U(kuò)散的計(jì)算方法,以及計(jì)算過(guò)程中涉及的相應(yīng)參數(shù)的選取方法。對(duì)燃?xì)庑孤┑南嚓P(guān)影響因素分析可知,當(dāng)泄漏口距離大于20m時(shí),空氣中泄漏燃?xì)獾臐舛冉档退俣茸兙?風(fēng)速大于8m/s時(shí),燃?xì)鉂舛茸兓^小。其次,燃?xì)庑孤┲笕缬雒骰饦O易形成火災(zāi),本文首先從理論角度對(duì)發(fā)生火災(zāi)的基本理論進(jìn)行概括,然后采用CFD數(shù)值仿真的方法對(duì)燃?xì)饣馂?zāi)的發(fā)生進(jìn)行仿真模擬,并基于仿真與理論計(jì)算的結(jié)果對(duì)比,修正了理論計(jì)算的模型,令其更加便捷地與GIS系統(tǒng)相結(jié)合。分析火災(zāi)的影響因素可知,風(fēng)速小于8m/s,泄漏口直徑小于0.003m時(shí),損傷半徑變化較為明顯。最后,燃?xì)庑孤┑牧硪粐?yán)重危害就是發(fā)生爆炸。本文基于常用的爆炸事故模型-TNT當(dāng)量法與多能法,對(duì)燃?xì)獗ê蠊M(jìn)行分析。經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),多能法更加適合用來(lái)計(jì)算燃?xì)獗ㄊ鹿蕩?lái)的危害。但多能法危害的計(jì)算多采用查圖的方法,不利于其應(yīng)用于GIS系統(tǒng),本文采用數(shù)據(jù)擬合的方法對(duì)多能法的危害范圍進(jìn)行公式擬合。分析燃?xì)獗ㄊ鹿实挠绊懸蛩乜芍?當(dāng)管道壓力小于1MPa時(shí),損傷區(qū)域半徑變化較為明顯。在發(fā)生泄漏、火災(zāi)與爆炸事故損傷范圍的基礎(chǔ)上,本文建立了燃?xì)馐鹿示仍到y(tǒng),確定了事故救援體系的內(nèi)容與架構(gòu),基于GIS系統(tǒng)采用迪杰特斯拉算法,優(yōu)化應(yīng)急救援路線并進(jìn)行閥門(mén)關(guān)閉計(jì)算。
【圖文】：

下標(biāo)1、2、3、a分別表示管道初始點(diǎn)、與泄漏點(diǎn)在同一直線上的管內(nèi)某點(diǎn)、泄漏點(diǎn)、環(huán)境參數(shù)。圖2-1 燃?xì)夤艿佬孤┦疽鈭D氣體泄漏模型是基于連續(xù)性方程、運(yùn)動(dòng)方程、能量方程及理想氣體方程建立的，其假定條件如下：1）假設(shè)泄漏氣體為天然氣且為單一理想氣體，擴(kuò)散到大氣中并與其混合之后的混合氣也為理想的可壓縮氣體，遵守理想氣體狀態(tài)方程。2）本模型只考慮了單一泄漏口的情況，只研究了在同一泄漏位置的擴(kuò)散規(guī)律。3）泄漏擴(kuò)散被認(rèn)為是湍流，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。4）從燃?xì)庑孤┑饺細(xì)鈹U(kuò)散到大氣這一過(guò)程中，大氣摩擦力作用是恒定的。5）本模型忽略了燃?xì)庑孤⿺U(kuò)散的過(guò)程中，燃?xì)馀c環(huán)境之間的熱交換。一般氣體泄漏為亞音速流動(dòng)

擴(kuò)散類(lèi)型
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU996.9

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本文編號(hào)：2610359