基于FLACS的天然气泄漏扩散数值模拟研究

为研究天然气泄漏扩散达到稳定状态时的规律,基于某天然气储罐区,使用FLACS软件进行厂区CFD建模,然后设置不同风速、泄漏速率,对天然气泄漏扩散达到稳定状态后的浓度、速度分布规律及等效可燃气云体积Q9随时间的变化规律进行分析。结果表明:随着横向风速增大,浓度扩散最远距离变小,浓度云图向下风向倾斜的趋势越明显,速度矢量在U方向的分量分布在射流对称轴两侧方向不同,在V方向的分量分布与浓度分布类似,Q9最大值随横向风速增大变小,且波动幅度增大;随着泄漏速率增大,浓度扩散最远距离变大,速度矢量在U方向的分量分布面积增大,呈“蝴蝶”状,在V方向的分量分布距离变大,Q9最大值随泄漏速率增大而增大。

隧道内天然气埋地管道泄漏扩散特征数值模拟

天然气输送管道会经过山区,隧道穿越技术被广泛采用,而隧道内天然气埋地管道由于腐蚀等因素有泄漏的风险。运用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件FLUENT模拟研究隧道内天然气埋地管道泄漏后的时空演化规律及管道埋深对泄漏扩散的影响。结果表明:隧道中天然气泄漏后扩散形态由圆形变为放射状,向隧道两端均匀扩散,主要分布在隧道顶部;沿隧道轴向截面,危险范围随时间延长而增加,其增长速度随时间延长而减缓;沿隧道径向截面,天然气体积分数出现明显分层现象;随着管道埋深增加,隧道内的天然气扩散范围减小,且扩散范围减小幅度较大;隧道内不同等级的危险范围都减小,且减小幅度越来越大。研究结果对预防事故发生和应急救援有指导意义。

厨房吊柜对天然气泄漏扩散影响的模拟研究

以居民有吊柜厨房与无吊柜厨房为研究对象,对天然气泄漏扩散的体积分数分布情况进行模拟研究。对比分析厨房吊柜对天然气扩散的影响,监测甲烷体积分数变化,给出有吊柜厨房报警器安装位置建议。吊柜的存在改变了天然气扩散的路径,天然气在吊柜下方聚集并沿吊柜向天花板扩散。在泄漏前60 min,有吊柜厨房整体甲烷体积分数高于无吊柜厨房,吊柜使危险性有所增加。有吊柜厨房天然气报警器优先安装在离燃气设施较近的吊柜侧面位置,在符合安装要求的情况下,尽量将报警器下移靠近软管接头等易泄漏位置。吸顶安装报警器选择在灶具前方与吊柜水平距离25 cm处。

居民用户天然气泄漏三维数值模拟分析

以天然气居民用户的厨房为研究对象,基于计算流体力学理论,采用数值模拟方法,建立厨房三维泄漏扩散模型,将天然气视为纯甲烷,分析居民用户天然气在窗户开闭条件下的泄漏扩散。研究结果表明:窗户关闭时,由于厨房空间完全封闭,随着天然气泄漏,厨房空间压力会迅速增大至泄漏压力,达到压力平衡。平衡后的天然气体积分数最大值约为2.3%,达不到爆炸极限。窗户打开时,由于初始泄漏速度达8.4 m/s,天然气泄漏后迅速在屋顶聚积,厨房空间天然气体积分数增长较快,随着天然气从窗户逃逸,天然气体积分数逐渐减小,并趋于稳定。部分高位监测点天然气体积分数可达14%左右,处于爆炸极限范围。在所研究的计算条件下,窗户关闭即厨房空间完全封闭比窗户打开条件下天然气泄漏导致的爆炸风险更小。