基于SAFETI模拟的大气条件对天然气扩散影响的研究

为了确定在大气条件影响下天然气泄漏的燃烧影响和毒性影响,采用高斯模型对天然气泄漏后的扩散进行分析,确定了大气对其浓度分布影响的两大因素:风速和大气稳定度。通过SAFETI软件对容器内天然气瞬时泄漏的场景进行模拟,并结合控制变量法对模拟结果"泄漏发生18.75 s时,浓度4.4×10~(-2)天然气云的水平分布情况"、"下风向最大爆炸半径天然气浓度随时间变化的关系"进行分析,研究了天然气扩散过程中受风速和大气稳定度影响的浓度变化趋势和扩散分布规律。研究得出:天然气在泄漏的过程中,以聚集再分散的方式进行扩散,天然气总体分布的几何中心向下风向移动;泄漏天然气在扩散过程中,扩散速度随着风速和大气稳定度的增大而增大;天然气聚集的饱和浓度,随着风速的增大而增大,随着大气稳定度的增大而减小;在一定的时间内,风速越大,大气稳定度越大,天然气的扩散范围越大。     

基于PHAST软件的LNG储罐泄露扩散规律及对策探析

本文运用PHAST软件针对LNG储罐在不同的泄露孔径(6. 35 mm、25. 4 mm、101.6 mm)、风速(1.5 m/s、3 m/s、5 m/s)、大气稳定度(D中等、B不稳定、F稳定)和地面粗糙度(低植物、1米规则障碍物覆盖、3米城市)的条件下模拟其泄露扩散的接地浓度场,结果显示出泄露孔径、风速、大气稳定度和地面粗糙度对准危险区域和易燃易爆区域面积的影响规律,有助于为LNG加气站选址及储罐泄漏后的应急处置措施的确定、警戒范围的划定等提供依据。     

平坦地区含硫化氢集输管道的泄漏扩散模拟

针对管道中天然气的泄漏,尤其是含硫集输管道的泄漏将对周围环境造成极大的威胁,对平坦地区含硫化氢天然气管道泄漏扩散进行了数值模拟。模拟分析发现：静风条件下,天然气在大气中自由扩散稳定后,压力、速度和浓度分布基本对称,喷口附近、喷口垂直向上区域以及接近地面区域的硫化氢浓度很高,属于高危险区域;有风条件下,气体扩散范围增大,风不仅对污染物起输送作用,还起稀释扩散作用,但在地面附近影响效果并不明显,而随高度的增加,其效果将不断增强;在无风情况下,喷射区域基本在泄漏口正上方,而有风时,喷射区域发生弯曲;危险区域随着风速的增大而减小,静风时,其范围最大。模拟得出天然气管道泄漏点外扩散的规律能够为实际安全生产和应急抢险提供较好的参考依据。     

稳定、中性条件风速标准差对烟幕扩散的影响

为了更好发挥发烟装备的使用效果,需要研究风速标准差对烟幕扩散的影响规律.通过分析现场观测数据,研究了稳定、中性层结条件下3个方向风速分量标准差与稳定度分类判据SR数及平均风速之间的关系,运用高斯烟羽模式结合实测平均风速和风速标准差计算了烟幕在大气中的扩散效果,分析了平均风速和风速标准差对烟幕有效遮蔽区域长度、高度、面积的影响规律.结果表明,烟幕有效遮蔽区域长度和高度的主导因素分别为垂直方向风速标准差和平均风速;相同的稳定度类别和近似的平均风速条件下,风速分量标准差可能存在较大差别,导致烟幕有效遮蔽区域的长度和面积可能存在量级上的变化.因此,在发烟装备评价和使用过程中,观测并参考风速标准差是很有必要的.     

基于一种改进的高斯模型研究危险气体短时泄漏后扩散规律

有害气体短时间泄漏在生产生活中比较常见。安全阀、限压阀,或储气罐、输气管道的突然泄漏都可能导致有害物质短时间释放。然而,目前主流的分别适用于瞬时排放和连续排放的高斯烟团模型和高斯烟羽扩散模型,由于没有考虑实际的泄漏时间、开始泄漏时刻以及暴露时间这些必要参数,而并不适用以上这些情况。基于一种改进的高斯扩散模型,以甲烷为例,动态模拟了大气稳定度和泄漏时间对地面甲烷浓度的影响。旨在为天然气管线风险评估提供参考资料,预测危险气体可能造成的后果(影响的范围和程度),并给决策部门针对突发事件提供技术支持和理论依据。     

典型气象条件筛选及其在危险化学品事故泄漏大气污染预案管理中的应用

依据影响大气污染扩散的主要气象参数,选用两个独立变量,即风速、地面气温以及一个综合变量:大气稳定度为主要依据,采用5年常规气象资料,筛选和确定研究区域15类典型气象条件.采用扩散模型、火灾爆炸模型模拟计算3个风险源6个事故案例在不同典型气象条件下对周边人员的伤害半径.并将计算结果编制成事故风险档案库,成为危险化学品事故泄漏大气污染预案的重要组成部分.这将有利于决策者在发生事故时,快速获取各种事故情景人员伤害范围的初步信息,在第一时间为应急决策提供重要的参考数据.     

含硫天然气管道连续泄漏规律研究

为了预测含硫天然气泄漏后危险气体的扩散距离和危险区域的面积,以中国石油长庆油田第五采气厂输送管线为例,结合当地的实际环境,根据高斯烟羽模型选择适合于含硫天然气连续泄漏的控制参数,开展了含硫天然气在不同泄漏量、大气环境、地面粗糙度条件下连续泄漏的数值模拟研究,得出了相应的下风向扩散距离及其危害面积。结果表明:不同的条件下,天然气扩散的距离和面积不同。泄漏量越大,天然气扩散的距离和危害面积也越大,H2S的危险区域的面积也越大;大气稳定性越高,扩散距离和危害面积越大;地面粗糙度越大,扩散距离和危害面积越小。模拟结果可为人员疏散方案及应急救援预案制定提供理论依据和技术指导。     

厂区天然气泄漏扩散的数值模拟研究

根据危险性气体空间泄漏扩散的特点,对厂区天然气等危险性轻质气体泄漏扩散运动进行了数值模拟,着重研究了大气风向风速、泄漏射流方向和泄漏时间对危险性轻质气体(天然气)空间泄漏扩散浓度场和危险性区域的影响.其中大气主导风的风速对气体扩散浓度和扩散危险性区域有很大的影响,如等值线图模拟的条件下,在x方向上,风速v=0.5 m.s-1比v=5.0 m.s-1条件下危险性区域大155 m.     

基于Fluent的城镇LPG管道泄漏事故后果及影响因素分析

为分析城镇LPG管道泄漏扩散规律及其影响因素,建立了重气在大气中泄漏扩散的FLUENT数值模拟模型,并与实验结果进行对比,验证了基于FLUENT的重气扩散数值模拟模型的可行性和准确性。以某城市LPG管道为研究对象,利用RNG k-ε模型,分析了环境风速、障碍物以及城镇地形条件对LPG泄漏事故后果的影响。结果表明,风速的增加造成泄漏源处形成的膨胀云层减小,加剧了LPG在下风向的输运,增大了近地面区域LPG泄漏的危险性。障碍物的宽度越大,迎风面对LPG管道泄漏扩散的阻挡效应愈显著,有利于抑制LPG气云向背风侧近地区域的扩散蔓延,但应注意背风面涡流造成火灾爆炸危险性加剧的现象。当LPG管道在低洼地形和城市高楼间泄漏时,LPG管道泄漏事故危险性急剧增加。     

液体推进剂泄漏时的安全疏散距离

液体推进剂属于危险化学品,一旦发生泄漏,会引起火灾、爆炸、人员中毒和环境污染。因此,有效地控制推进剂泄漏,对于减缓危害十分重要。该文分析了液体推进剂的泄漏扩散过程,建立了推进剂管道或贮罐孔洞突发泄漏时污染物时空分布模型,采用大气Gauss扩散模型计算了发生泄漏扩散时的安全距离和人员疏散范围。结果表明:当推进剂泄漏到直径为5 m的液池中且连续扩散时:偏二甲肼的安全疏散距离为1 200 m;四氧化二氮的安全疏散距离为600 m。该模型可用于推进剂泄漏时的应急处置和风险管理。     

PM2.5的时间分布与演变扩散研究

最初利用时间序列——指数平滑法来分析PM2.5的时间分布情况.考虑到在分析过程中不确定PM2.5与时间之间存在怎样的关系,所以分别建立了一次、二次及三次指数平滑模型,通过对比分析最终确定PM2.5与时间的具体关系.为了更好的控制和治理PM2.5污染物,则需要对其扩散规律进行分析,基于此,本文建立了基于高斯扩散模型的PM2.5污染物扩散模型,建模过程中,首先建立了大气稳定状态下的基本模型,然后在此基础上又进一步建立了能够反映风速、温度以及湿度对PM2.5扩散产生影响的基本模型,具有一定的适用性.     

一个复杂地形下空气污染物长期浓度计算模式

介绍了作者设计的计算复杂地形下大气污染物长期平均浓度的有限差分模式.模式输入资料为风速风向和稳定度的联合频率、源资料、GTOP30(30 s地形资料,可免费获得)地形资料,比高斯模式只增加使用了GTOP30地形资料.用该模式计算了古交2005年二氧化硫(SO2)的地面浓度分布.结果表明,运行时间可以接受,算例用时2.5 min.得到的浓度分布与直观认识一致.对比监测值,显示计算值与监测值比较吻合.     

改进高斯烟团模型的多气体源泄露扩散模型

本文针对高斯烟团模型在多稳定气体源泄露扩散模型建立上的欠缺问题,提出多稳定气体源泄露扩散模型。根据气体源位置和环境风速信息,对坐标轴进行平移和旋转变换,构建变换后坐标和变换前坐标的数学转换公式,将多气体源的泄露扩散过程建模为多个高斯烟团的叠加过程,建立适用于预测多稳定气体源泄露扩散趋势的改进高斯烟团模型。最后,以研究多个氯气气体源泄漏扩散问题为例,基于改进高斯烟团模型,根据毒物浓度时间伤害准则对其泄漏后的危险区域进行划分。仿真实验结果表明,该模型具有较好的参考价值。     

天然气管道站场泄漏扩散三维动态研究

针对天然气管道站场中天然气的泄漏扩散对安全生产造成的问题,开展了天然气管道站场中天然气泄漏扩散规律研究.采用专业软件模拟的方法,使用FLACS进行模拟,设置边界条件进行求解,研究不同风速、不同风向及不同泄漏速率对天然气泄漏扩散的影响,并结合天然气行业相关标准对天然气管道站场内可燃性气体位置进行优化.研究结果表明,泄漏速...     

地质封存中CO2泄漏的非稳态扩散数值模拟研究

针对碳捕集与封存技术中泄漏监测的难点,利用数值模拟方法研究了地质封存中CO2泄漏的非稳态扩散,以及不同的垂直风廓线形式、大气、地形等因素对非稳态扩散模拟结果的影响,探索了地质封存中CO2泄漏扩散的分布规律.研究结果表明:不同风廓线下CO2泄漏的扩散规律基本一致,仅在垂直方向上CO2的体积分数略有差异;大气层结不稳定程度越高,越有利于泄漏气体的扩散;风速越大,扩散达到稳定所需要的时间越短,稳定的CO2的体积分数越小;大气温度越高,同一高度上稳定的CO2体积分数越大,越有利于泄漏气体的垂直扩散;地表面粗糙度越大,越有利于垂直湍流波动的形成,当水平扩散减慢时,CO2达到稳定所需要的时间延长.     

大气污染物长期平均浓度预测程序的编制及应用

运用FORTRAN语言编制了大气污染物的长期平均浓度预测程序，并在研究分析某市历年长期风向频率、风速和大气稳定度及不同风向、风速、稳定度联合频率等气象资料和调查污染源的基础上，运用该程序对某公司排放的主要大气污染物TSP、SO2、NOx的长期平均浓度进行了预测，结果表明本程序能够很好的对大气污染物的长期平均浓度进行预测，而且预测结果也是合理的。     

兰州城区街道峡谷内流场及机动车排放污染物扩散规律研究

利用数值模拟方法对兰州城区街道峡谷内流场及机动车排放污染物扩散特征与街道峡谷风场、几何结构及两侧建筑物对称性这间的复杂关系进行了数值实验。结果表明：在街道峡谷特殊地形和当地气象条件共同作用影响之下，峡谷内会形成一个完整的涡旋流场，其强度随着街道两侧建筑物屋顶来流强度的增大而增大，机动车排放污染物浓度的高层建筑物背风面及街道地面产生堆积，形成高浓度区，随着建筑物屋顶来流风速的增大，涡旋强度增大，湍流混合加强，大气扩散速率增大，峡谷内污染物浓度相对减小。     

冷却塔对大气扩散影响的数值模拟

利用计算流体力学模型Fluent, 模拟多个冷却塔对大气流动和湍流场的作用, 用拉格朗日随机粒子模式进一步模拟其大气扩散影响。针对一个内陆核电厂的设计方案进行模拟, 共有4个冷却塔和4个常规烟囱排放口。取当地典型风速1.5 m/s和中性边界层条件模拟ESE, SSE和SW这3个方向来流的塔体扰动情况。对应各风向各取2个排放位置进行扩散模拟并计算扩散参数。结果显示, 在扰动最小的风向条件下, 冷却塔几乎对扩散没有影响, 扰动严重时水平和垂直扩散参数可分别增大2个和1个稳定度级别, 这种影响在1 km之内最为明显。