重气云团瞬时泄漏扩散的数值模拟研究

事故性泄漏多形成重气云团 ,其扩散行为与非重气云团有很大的不同 ,主要包括重力沉降、空气卷吸、云团加热和向非重气云团转变四个阶段。文中从控制重气云团扩散行为的微分方程入手 ,根据箱模型(boxmodel)及其他一些重气扩散模型 ,如IITHeavyGasModels模型和虚点源模型 ,采用向前插分和牛顿迭代的方法 ,针对ThorneyIslandTrialNo .0 0 8试验进行了数值模拟 ,得到了重气云团外形尺寸 (云团半径和云团高度 )和空气卷吸量随时间的变化关系以及下风向固定点处地面最大浓度值。数值模拟结果较好地反映了重气云团所特有的扩散行为。针对数值模拟结果与试验实测值之间存在的偏差进行了分析 ,结果表明 ,采用该方法进行重气云团瞬时泄漏扩散模拟是可行的 。

液氯储罐瞬时泄漏扩散质量浓度分布规律与中毒后果评价

液氯储罐一旦发生泄漏,容易在大气中快速扩散,其扩散速度受到泄漏量、外界风速等条件的影响。为了研究不同风速和泄漏量对氯气扩散规律的影响,分别在泄漏量为2 kg、5 kg,外界风速为2 m/s、5 m/s的条件下,采用Fluent软件模拟了氯气储罐瞬时泄漏后氯气质量浓度随时间的分布规律,并结合氯气的致死浓度,对氯气扩散区域最大质量浓度分布及其毒性致命损伤进行了分析。结果表明,氯气扩散初期,云团浓度较高,重气效应比较明显,随时间增加云团逐渐增大。泄漏量越大,氯气的扩散速度和致死区范围越大,毒性致命损伤时间越短;风速越大,致死区的影响距离越大,但致死区的影响时间大幅度缩短,能有效降低氯气的中毒危害。

天然气瞬时泄漏扩散规律及其影响因素研究

为分析和预测天然气泄漏的扩散距离、扩散面积及扩散后的不动火区域,有效控制事故发生及降低事故后果,以某天然气储罐为例,对天然气瞬时泄漏的扩散规律进行了数值仿真。首先,确定适用于轻气的高斯烟团模型;然后,基于高斯烟团模型进行仿真分析,绘制天然气瞬时泄漏扩散的等质量浓度曲线和动火燃爆区域;第三,分析泄漏量、大气稳定度、地表粗糙度等因素对天然气扩散的影响,并分别确定不同条件下的动火燃爆区域;最后,基于数值仿真分析结果,提出天然气泄漏后的应急疏散和救护措施。结果表明:天然气扩散距离和面积随泄漏量增大而增大;大气越稳定,扩散的距离和范围越大;扩散距离随地面粗糙度增大而减小。

危险液化气体瞬时泄漏扩散数值模拟研究进展

危险液化气体瞬时泄漏事故是化工工业中重大潜在灾害,急速爆炸会产生急速膨胀的二相蒸气云,因此事故本身既有对化工设备造成的物理爆炸危害,同时也会导致危险介质的扩散。文中概述了化工设备瞬时爆炸事故研究的历程,综述了计算流体力学技术(CFD)在预测液化气体瞬时泄漏事故后果中的应用,指出CFD技术虽然涉及的物理模型非常复杂,计算量较大,但模拟结果可以涵盖流场中包括微观液滴群的大量介质信息,可为节约研究成本和理论发展提供了可靠的研究工具。文中还对事故研究发展和CFD模拟技术应用模式前景提出了展望。

有毒化学物质瞬时泄漏无风大气扩散的危害后果模拟分析

目的建立对有毒气体或高挥发性有毒化学品意外泄漏在大气扩散危害后果数值模拟与预测的方法,为突发化学危害性公共卫生事件应急处置提供事故危害分析信息和可供建设项目职业病危害预评价工作应用。方法利用国家环境保护行业标准推荐的描述有毒气体扩散的数学模型和中毒伤亡后果分析的概率函数法结合计算机软件开发技术,设计开发毒气扩散危害分析软件。结果在高斯气团模型基础上推导了对瞬时泄漏点源毒物在无风情况大气扩散的危害影响范围、危险期等危害后果的一系列定量计算公式,开发设计了实现相应的自动计算和绘图的计算机程序软件TDA2.0,TDA2.0可给出毒气扩散浓度的时空分布分析数据并自动根据中毒概率函数法给出总毒性负荷数值、人员中毒伤亡概率值及人员中毒死亡百分率的预测值。应用TDA2.0对一液氨槽罐车泄漏事故案例作了危害后果模拟分析,估算结果与案例情形基本相符。结论应用该文的危害后果分析定量计算公式和TDA2.0软件能快速得到毒气扩散对点、区间、区域面危害后果的数值模拟预报信息,使用简便有效。

瞬时泄漏高含CO_2天然气燃爆危险性研究

为研究瞬时泄漏高含CO_2天然气的燃爆危险性,采用计算流体力学模型,针对特定场景模拟高含CO_2天然气的扩散过程。采集高含CO_2天然气扩散的浓度-时间曲线;推导气体的垂向分布和地面潜在燃爆区域的时序分布图;分析高含CO_2天然气的固有危险性(可燃极限与燃爆压强)。瞬时泄漏的潜在燃爆区域具有时间上的有限性;圆柱形释放源的高含CO_2天然气瞬时泄漏后会形成近似椭圆形圆环的潜在燃爆区域;潜在燃爆区域的最大坐标值与扩散时间具有近似抛物线函数关系。

LNG船舶瞬时泄漏扩散状态的建模与仿真

随着可持续发展观的普及,能源结构中液化天然气的比重逐渐超过了煤炭和石油,成为工业和生活的主要能源。液化天然气需求的剧增对其运输和存储提出了新的要求,作为海上液化天然气运输的主要途径,LNG船舶的研究和开发引起了国际上的广泛关注。本文分析LNG船的瞬时泄漏原因和扩散过程,应用数学模型对瞬时泄漏和扩散过程进行建模与仿真分析。

基于MATLAB的液氨瞬时泄漏模拟及应急措施研究

利用高斯烟团模型建立地面瞬时泄漏源气体扩散浓度分布模型,运用MATLAB软件对模型进行数值模拟,将结果可视化,分析氨气的泄漏扩散过程,最终求得氨气云团扩散形成的中毒危险区范围和氨气云团消散失去毒害作用需要扩散的时间和距离.经计算,氨气云团扩散60s后能形成的中毒危险区范围是以x=120m,y=0为圆心,半径为50.7m的圆,氨气云团消散失去毒害作用需要扩散的时间为480s后,此时氨气云团的中心位于(1 068,0,0).该计算结果可对有毒有害气体泄漏后预测扩散危险区范围提供相关依据.

基于多元回归的乙醇罐车瞬时泄漏伤害范围预测模型

为提高乙醇罐车瞬时泄漏伤害范围预测精度,通过对泄漏伤害方式与后果分析及单因素变量法模拟事故,研究各个因素对伤害范围的影响规律与其重要度,获得环境风速与泄漏量等伤害范围的关键影响因素,建立以伤害范围最大半径为因变量、环境风速与泄漏量为自变量的不同伤害方式和伤害等级下由12个多元回归方程组成的二次预测模型组,结果表明,二次回归预测模型对乙醇罐车瞬时泄漏伤害范围有较好的预测精度,能为预测乙醇泄漏扩散伤害范围提供理论参考,对制定危化品道路运输事故应急预案、确保人员安全疏散及控制泄漏事故损失等有较好的指导意义。

GGH瞬时泄漏增大对SO_2浓度超标的影响

为了解释某火电厂3号机组出现的无规则、瞬时SO2浓度排放超标现象,提出了气-气换热器(GGH)瞬时泄漏概念和计算方法。目前GGH泄漏率的测试及计算均为小时平均值,基于此难以解释这种瞬时SO2浓度排放超标的原因。为此通过对GGH引入以秒为单位的瞬时泄漏概念,很好地解释了这种瞬时SO2浓度排放超标现象。机组停炉后对GGH进行检查,证实是因为GGH框架局部发生轻微变形,导致GGH在转动过程出现瞬时卡涩将框架撑大变形,造成其泄漏率瞬时增大和SO2浓度排放短时超标。

氯气瞬时泄漏浓度演化过程模拟研究

以高斯烟团模型为基础,建立氯气瞬时泄漏气体扩散浓度分布数值模型,利用MATLAB软件求解该模型,对求解结果以可视化图形进行数值模拟,分别模拟了大气稳定度为A、C、E,风速为1.5,2.5,3.5 m/s,泄漏时间为30,60,90,120,150,180 s的演化结果,其仿真结果很好的显示了氯气瞬时泄漏浓度动态演化过程,为评估氯气泄漏事故风险,划分应急疏散范围提供了数据支持。

风场条件下LPG瞬时泄漏扩散的数值模拟

液化石油气(LPG)是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品,由丙烷、丙烯、丁烷和丁烯等易燃易爆气体组成,一旦发生瞬时泄漏,后果十分严重。基于计算流体力学(CFD)理论,采用商业软件Fluent模拟LPG瞬时泄漏扩散,对泄漏产生的两相云团在风场下的扩散及其特性开展研究。模拟计算在欧拉-拉格朗日体系下进行,分别对气液相采用欧拉和拉格朗日法计算,并从宏观云团和微观液滴两个角度分析了风速对云团演化的影响。模拟结果表明,云团先膨胀成球体随后在风力作用下成为沿水平方向拉长的椭球体,云团运动速度随风速增大而加快,而浓度随风速增大而快速减小。云团扩散时最低温度变化先快速减小,在最低值附近保持小段时间,最后逐步恢复到环境温度。过热液滴释放后速度迅速下降,然后随风运动,最终速度与风速一致。液滴在风场下加速蒸发,风速越大,液滴群平均直径下降得也越快。该研究结果可为泄漏事故的后果和风险评估的提供一定的参考。

多源重气泄漏扩散模拟研究

由于重气效应的存在,重气的泄漏和扩散的危险性较之轻气更为严重.在单源SLAB模型的基础上发展了多源重气扩散模型,并对单源和多源重气在连续泄漏和瞬时泄漏两种泄漏模式下的扩散都进行了模拟研究.以氯气泄漏为研究算例,计算得到了相应条件下下风向的时均浓度分布情况,结合毒性标准给出了不同毒性水平下的事故后果影响范围,从而可以为应急救援和疏散决策制定提供理论指导.

ALOHA在苯泄漏事故中的模拟分析

危化品泄漏可能引发中毒、火灾或爆炸事故。以常州市某危险化学品储罐区苯储罐受外物撞击为背景,对苯罐泄漏进行后果分析,并利用ALOHA模拟软件对可能存在的瞬时泄漏和连续泄漏两种事故场景分别进行了计算模拟。通过选择各事故场景下某一事故类型对应的关注水平,得到相应的苯扩散区域、可燃区域和蒸气云爆炸超压影响区域的模拟图。对于同一事故场景,毒性影响范围都明显大于其他类型事故的影响范围,因此在应急疏散中应以毒性影响范围作为依据进行疏散。ALOHA在极低风速、稳定的大气条件、风向变化和地形变化较大以及局部浓度不均匀4种情况下的模拟结果不稳定,在实际应用时需要注意。

泄漏气体扩散模型的研究与应用

通过对泄漏源模式及泄漏影响因素的分析,以湍流扩散微分方程为基础,对泄漏气体扩散行为模型化,得到有界和无界的烟团和烟羽模型,并进行了实例分析。扩散模式的研究可以确定事故影响范围、危害程度,为事故应急救援,人员撤离等提供参考。

WebGIS在非重气云扩散模拟中的应用

将计算机技术、网络技术和地理信息系统技术相结合,建立了一套基于Internet的B/S模式网络地理信息系统(WebGIS),利用该系统根据非重气云扩散的高斯(Gaussian)模型对瞬时泄漏和连续泄漏两种事故类型的气体扩散情况进行了图形模拟。模拟结果通过在电子地图上绘制出气体浓度等值线的方式,可视化显示出发生泄漏事故后泄漏源周围的气体浓度分布状况及其对周围环境的影响情况。通过工程实例验证了系统的可行性并展示了系统的运行效果。该系统通过将地理信息系统与气体扩散的模拟模型相结合,形象、直观地模拟出危险非重气体泄漏后的影响范围,为非重气体的日常管理、事前预测和事故时的应急指挥等提供了专业化的信息支持。

LNG槽车瞬态泄漏特性及事故后果研究

我国每年危化品道路运输量占总货运量的30%以上,运输安全事故发生率居高不下。通过构建槽车泄漏事故,针对液相泄漏经典模型对于瞬态研究的局限性,结合罐内气体状态方程和复合积分法改进泄漏模型,研究了卧罐泄漏速率与时间耦合关系。结果表明,泄漏速率随时间推移呈二阶指数衰减关系,利用泄漏速率函数与时间叠加修正高斯模型,将修正后的关系运用到火灾爆炸事故后果计算中,得出泄漏最远距离为37.5 m,喷射火和沸腾液体扩展蒸汽爆炸(Boiling Liquid Expand Vapor Explosion, BLEVE)分别造成15和298 m内人员致死率达37%,蒸气云爆炸15 m内人员致死率为1%。利用Fluent和Aloha模型验证了模型精度,可为危险液体储罐泄漏定量风险评价和突发事件事前预判提供理论依据。