城市燃气管道稳态泄漏数值模拟

针对城市燃气管道分布与建筑物距离较近的特点,综合考虑风速、建筑物对燃气管道泄漏后气体分布情况的影响,建立城市燃气管道泄漏模型并对其进行网格划分,利用计算流体力学软件对天然气、人工煤气和液化石油气3种城市燃气的稳态泄漏过程进行数值模拟,考察风速分别为1 m/s和5 m/s情况下,泄漏时间为5 s、20 s、60 s和240 s时3种燃气在建筑物附近的分布情况.结果表明:风速越大,风对燃气向下风向的输送作用越强;燃气易在建筑物周围和街道峡谷内长时间堆积,形成较大危险区域.研究结果可为合理规划城市燃气管网和事故救援提供理论依据.     

城市天然气管道动态泄漏扩散特性模拟分析

对城市天然气管道泄漏的动态特性进行研究,可以更好地预测泄漏气体的扩散危害后果和影响范围。通过对城市天然气管道动态泄漏过程及状态分析,建立了管道泄漏计算模型。根据动态泄漏速率的变化特征,将格林函数应用到流体扩散微分方程中,得到动态扩散的合成模型。结合实际案例进行数学模拟分析,得到不同条件和不同状态下的城市天然气泄漏扩散规律和危险区域。结果表明：管道泄漏比、风速及大气稳定度对城市天然气管道泄漏扩散均有影响,提高风速或增大泄漏比均会加大天然气泄漏扩散浓度分布范围,但当风速大于3m／s时,天然气向下风方向扩散范围反而减小;喷射火危害范围随风速的增大而增大,蒸汽云爆炸危害范围则随风速的增大而减小;风速较小时,蒸汽云爆炸伤害范围大于喷射火伤害范围,而当管道泄漏比较大、风速也较大时,喷射火伤害范围大于蒸汽云爆炸伤害范围,应根据不同情况确定应急疏散距离。（图6,表1,参11）     

燃气管道泄漏扩散研究进展

中国燃气管道逐渐进入事故多发阶段,燃气泄漏会增加管道运行的安全风险,严重事故甚至会导致人员伤亡.通过调研燃气管道泄漏扩散的相关研究,分别从泄漏扩散模型、数值模拟、实验研究、土壤-大气耦合4个方面论述了燃气管道泄漏扩散的国内外研究进展.探讨并指出了当前燃气管道泄漏扩散研究存在的问题:已有研究多集中于相对简单的管廊及架空管...     

基于FLUENT的高含硫天然气管道泄漏扩散模拟

利用CFD软件FLUENT首次对高含硫天然气管道破裂泄漏扩散规律进行了数值模拟,得到了甲烷、硫化氢在一定风速、地形条件影响下的扩散规律,以及甲烷和硫化氢的浓度分布规律,为有效预测高含硫天然气泄漏扩散的影响范围提供了依据。研究结果对于认识高含硫天然气泄漏扩散规律以及相关安全事故的预警和救援具有指导意义。     

天然气管道泄漏后果影响区域的计算

高压天然气管道泄漏危害和潜在影响区域取决于泄漏模式、气体释放、扩散条件和点燃方式等.以某城市在役燃气管道为例,针对燃烧和扩散两种情况对天然气管道泄漏的后果影响进行分析,计算15 cm孔洞泄漏、管道压力分别为3.5 MPa和4.0 MPa工况下的潜在影响区域、喷射火影响区域及蒸气云扩散影响区域.结果表明:对于15 cm孔洞泄漏,无论发生何种情况,距离管道200 m以外均安全,可以以此划定警戒区域,制定应急预案.     

燃气管道泄漏过程模型的研究进展

燃气管道的泄漏过程非常复杂,其发生、发展的一系列过程影响因素众多,存在诸多不确定性,且事故表现形式多样,因此一直都是管道安全技术领域的重要课题。国内外的相关研究非常活跃,针对泄漏过程的不同阶段、燃气种类和扩散介质的不同,相继提出了高斯模型、Sutton模型、BM模型、FEM3模型等经典气体扩散模型。给出了这些模型的适用范围,对比了其优缺点。在此基础上,介绍了AFTOX模型、HEGADAS模型、DEGADIS模型、HGSYSTEM模型、INPUFF模型、SLAB模型等近年比较流行的气体扩散模型,并介绍了概率密度函数(PDF)输运方程模型、条件矩封闭模型、简化的PDF模型、关联矩模型等爆炸/火焰模型。根据工业生产需求,对燃气管道泄漏过程进行了分析,阐述了研究的分类并指出了该技术领域研究中存在的问题和未来发展的方向。     

城市燃气管网完整性管理实施流程

基于国内城市燃气管道的特点,根据ASMEB31.8S-2001推荐的闭环系统完整性管理流程,指出国内城市燃气管网完整性管理应以建立、健全相关规范、标准、程序为基础,进行基础资料及数据的积累整理,运用现代化技术手段建立先进的信息管理系统,同时加强适用于城市燃气管网系统风险评价模型和方法的开发。据此提出了运行城市燃气管道完整性管理流程,其中包含3个实施关键点:建立管道信息数据库,实现管网数据动态管理;识别高后果区域,开展完整性评价;根据评价结果制定有效的响应措施。研究内容对城市燃气管网开展完整性管理具有一定的指导意义。     

海底管道泄漏天然气扩散规律数值模拟

为研究浅水区域海底管道泄漏天然气扩散规律,减少重大事故的发生,基于计算流体动力学(CFD)理论,建立海底天然气管道泄漏事故后果预测和评估模型。通过用户自定义函数(UDF)给出海流流速分布情况,结合VOF模型和k-e湍流模型,实现对泄漏天然气扩散行为的模拟,研究不同泄漏速率、泄漏孔径及海流流速对天然气在海水中扩散行为的影响。结果表明:海底天然气泄漏扩散大致经历气云团→大气泡→小气泡3种形态的变化过程;泄漏速率越大,扩散气体气泡半径越大,与海水掺混比例越小,抵达海面的时间越短;泄漏孔径变化对天然气扩散的影响与泄漏速率变化影响相同,但泄漏孔径变化对天然气扩散形态的影响更为明显;海流流速越大,气体扩散轨迹与海底的夹角越小,沿海流方向的扩散距离越大。     

热风管道加温下日光温室根区温度场的CFD模拟

为探明热风管道加温系统设计参数对根区温度分布均匀性的影响,以单个基质栽培槽为研究对象,采用计算流体力学（Computational fluid dynamics,CFD）方法构建日光温室热风管道根区加温系统模型,探究不同进风口温度、进风口风速及送风管开孔数量下根区温度分布规律,设计正交试验并对每组试验进行数值模拟,确定各参数对根区温度分布均匀性的影响。结果表明：根区温度实测值与模拟值的平均相对误差为0.89%,均方根误差为0.02,模型可靠;随着进风口温度、风速和开孔数量的增大,根区温度不均匀度和最高温度有较为明显的增加,平均温度和最低温度无显著变化;各参数影响根区温度分布均匀性主次顺序为开孔数量>进风口温度>进风口风速。当进风口温度为20℃,进风口速度为7.5m/s,开孔数量为20时根区温度均匀性最好。     

基于故障树与模糊理论的埋地管道风险评价

以常州港华燃气公司的工程数据为基础,建立了城市燃气埋地管道失效故障树,确定引起埋地管道失效的主要因素为第三方破坏、腐蚀、管道本质缺陷、管理维护不当,得出了导致埋地管道失效的48种基本事件。将故障树法与模糊综合评判法相结合,建立了埋地管道风险评价模型。详细说明了风险评价步骤,用影响埋地管道失效的主要因素作为埋地管道模糊综合评价模型的评价因素集,建立故障树底层各评价指标的因素等级隶属度,以及单因素评判矩阵和单因素权重集,进而得到单因素评判集和整体评价结果。实例证明,该模型对埋地管道的风险评价结果与实际情况相符,可为城市燃气公司的科学管理提供依据。