汽油储罐泄漏扩散三维动态研究

10 000 m³的立式内浮顶储罐在成品油站场中数量最多,为研究汽油泄漏扩散行为,考虑相邻罐之间的影响,通过FLACS软件,按照标准建立罐区三维模型,基于pool模块,分别讨论液池和可燃气云在不同泄漏速率、温度、风速影响下的扩散行为。研究结果表明,双罐区的液池和气云扩散主要受相邻储罐的阻挡而绕流扩散,随后与单罐区一样,受到防火堤的约束;根据在30 s形成的液池面积大小及可燃气体扩散最远距离来评价汽油泄漏后的灾害严重程度,发现泄漏速率越大、风速较小且稳定时,液池及可燃气云扩散速度越快,危险程度越高,而温度对液池扩展及气云扩散影响较小;结合监测点的实时气体浓度信息及GB 50493——2019相关规定,建议罐区可燃气体探测器设置在泄漏源附近,高度设置为0.3 m。     

基于FLACS的LNG浮式转接驳作业中的泄漏扩散分析

以LNG浮式转接驳设计方案为例，对其与17.4万m³及3万m³ LNG运输船实施LNG过驳作业过程中发生LNG/NG泄漏的高风险场景进行定量风险评估。将不同风向下LNG泄漏后可燃蒸气云扩散结果按照同等浓度水平进行叠加，据此确定LNG传输作业的安全区域。     

上海及附近海域对流层低层臭氧质量浓度时空分布特征与海陆风的关联性研究

利用2010—2019年臭氧监测仪(ozone monitoring instrument, OMI)卫星数据产品OMO3PR和ERA5再分析资料，分别研究了上海及附近海域近10年对流层低层(海拔≤3 000 m)的臭氧(O₃)质量浓度和风的时空分布特征，并以浦东地区为例研究了该地区海陆风的特征、相对污染系数及其对O₃质量浓度的影响。结果表明：10年间O₃质量浓度整体呈增大趋势，具有明显的季节性变化特征，夏季最高，冬季最低；空间分布上，陆地O₃质量浓度较海面高，最大可达129.3μg/m³。夏、冬季的风速较春、秋季高，陆地区域风速小于5.4 m/s的频率高达82.4%,海面和近海岸区春、夏季时的风易使O₃向内陆扩散。海陆风在春、夏两季发生频率较高，夏、秋季海风期间西南西和西南方向的相对污染系数高于其他方位，表明此时浦东机场附近的O₃向西北方的陆地区域扩散概率更高，而使O₃质量浓度升高。夏、秋季时海陆风可加剧内陆O...     

基于FLUENT的氯乙烯泄漏扩散特性数值模拟研究

氯乙烯意外泄漏扩散时,很容易造成人员伤亡和环境破坏。采用Fluent仿真软件对氯乙烯气体泄漏及其外流场进行数值模拟,分析环境风速对气体泄漏扩散的影响。研究发现:在无风条件下,氯乙烯气体泄漏后堆积在近地面,扩散缓慢,泄漏云团整体呈现圆形;当环境风速为2m/s时,氯乙烯气体在环境风、重力和初速度共同影响下,近地面形成了气体云团后,气云逐渐往下风向移动。云团扩大的同时,浓度不断稀释,云团整体呈现椭圆形。     

高含硫天然气管道泄漏H2S扩散规律研究

在高含硫天然气管道中,泄漏事故的风险较高,一旦事故发生,将对周围建筑和居民安全构成严重威胁。本研究聚焦于含5%硫化氢(H₂S)的天然气管道,利用计算流体力学方法对水平泄漏扩散进行了数值模拟。特别研究了风速对泄漏口上游建筑各楼层硫化氢体积分数的影响。主要发现包括：(1)通过在仿真的房屋模型中各楼层设置监测点,观察到随着楼层增高,H₂S气团扩散至房间的时间显著缩短。(2)随着风速的变化,位于高层(第11层至第24层)的房间内H₂S气团扩散时间随风速的增加而减少。而对于低层(第1层至第10层)的房间,在风速低于9 m/s时,H₂S气团扩散时间随风速增加而延长;但当风速超过9 m/s时,扩散时间随风速增加而缩短。这些结果为高含硫天然气管道泄漏事故的应急响应和安全管理提供了重要参考。     

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。     

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.     

矿井胶带火灾巷道环境多参数时空演化规律

采用物理相似模拟实验的方法,借助自主搭建的矿井外因火灾烟气蔓延相似模拟实验平台,研究了矿井平直巷道内胶带火灾发展初期高温、CO等有毒有害气体浓度等灾害多参数的时空演化规律。通过试验模拟,确定了适宜胶带火灾发展的最佳风速,得到了最佳工况条件下,模拟巷道内温度场与有毒有害气体浓度场的分布规律。结果表明:当风速为0. 4 m/s时,胶带质量损失率最大,且热量扩散率最高,为试验的最佳风速;火灾烟气蔓延过程中,巷道温度呈现出随着距火源距离增加而先升高后降低的趋势;气态产物CO浓度表现出指数升高到一定阶段后逐渐趋于稳定,而CO_2气体浓度则表现出线性升高的趋势。研究成果将对矿井火灾事故救援中危险区域划分,以及矿井外因火灾的蔓延扩散规律研究具有一定的指导和借鉴意义。     

基于平板-高斯烟羽模型的海上重气泄漏事故研究

设计海上重气平板-高斯烟羽扩散模型,其中平板模型用在重气沉降阶段,高斯烟羽模型用在重气湍流扩散阶段,并设计虚拟源将两者结合.同时,对海洋环境下的模型参数进行优化,包括风速、泄漏源有效高度以及扩散参数等,将调整后的参数输入模型,对事故区域重气浓度定量可视化.结果表明,事故点处,重气以8 m/s的风速向东北方向扩散;在下风向98 m处等浓度曲线以内为爆炸限度;在转折点31 m处,两模型衔接基本吻合.经专家实地检测,以(100m,0.0025 kg/m~3)为校正点,校正后的模型仿真与当时扩散浓度点基本吻合.因此,该模型可对重气泄漏扩散浓度区域可视化,并为之后应急救援等提供技术支撑.     

基于FLUENT的含硫天然气泄漏数值模拟研究

为了研究天然气输送管道发生泄漏后气体的扩散规律,以长庆油田第五采气厂输送管道为研究对象,利用FLUENT软件进行数值计算。根据现场的实际情况,建立了数值模拟的物理模型,设置合理的边界条件,得到了不同风速下天然气扩散规律。结果表明:在静风条件下,气体的浓度和速度分布基本上呈对称分布。在风力的作用下,气体的浓度场向下风向发生了明显的偏斜,当风速为3 m/s时,喷射气流大约在泄漏口上方50 m处发生偏斜,当风速为5 m/s时,喷射气流大约在泄漏口上方35 m处发生偏斜,当风速为10 m/s时,喷射气流大约在泄漏口上方15 m处发生偏斜,而且随着风速的增大,射流偏离竖直方向角度也增大。同时风速越大,硫化氢对人体有危害的面积越小。     

田间管理措施及土壤侵蚀对农田温室气体通量的影响

针不同田间管理措施及土壤侵蚀对农田温室气体通量的影响, 应用反硝化分解模型(DNDC 模型), 选取中国科学院禹城综合试验站作为研究区域, 结合该区域的气象、土壤和田间管理措施等数据, 模拟在不同施氮量、施肥深度以及土壤侵蚀条件下的CO₂和N₂O气体通量。结果表明: DNDC模型对农田CO₂和N₂O气体通量的模拟效果较好; 施氮量从实际施氮量的0.5 倍升高到1.5 倍的过程中, N₂O排放通量从1.06 mg/(m²·d)线性地增加至2.88 mg/(m²·d), C的净固定量亦从1.38 g/(m²·d)逐渐增加至2.07 g/(m²·d), 但增加趋势逐渐变缓; 在施肥深度从5 cm变化到20 cm的过程中, N₂O排放通量从2.88 mg/(m²·d)降低至0.68 mg/(m²·d); 当施肥深度从0.2 cm升高到20 cm时, C的净固定量从1.79 g/(m²·d)逐渐升高至2.32 g/(m²·d), 但增加趋势逐渐变缓; 在土壤侵蚀的影响下, C的净固定量和N₂O的排放量分别升高11%和4%。研究结果可为国家温室气体通量清单的编制及相关管理政策的制定提供参考依据。     

通风环境下保温材料XPS的火灾特性

在0,0.6和1.2m/s机械通风条件下,实验研究不同火源距离和火源位置时挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)的火灾行为、引燃特性及烟气特性.结果表明,随着风速的增大,XPS表面火焰蔓延速度逐渐增大且较早出现结焦现象.通风风速和火源位置相同时,XPS引燃时间与火源距离近线性相关;火源位于垂直墙面位置时,风速从0.6m/s增加到1.2m/s,XPS最大引燃距离从0.2m缩短至0.15m.与其他工况相比,风速为0.6m/s时,烟气温度达最大值,且氧气、二氧化碳及一氧化碳浓度变化量最小,XPS燃烧速率随着风速的增加先增大后减小;当风速较小时,氧气浓度增加对XPS燃烧起主导促进作用;随着风速的进一步增加,其热效应对燃烧的抑制作用显著增强.     

考虑确定性表面形貌的O形圈密封性能分析

为测量O形密封圈应用在负压油介质环境中的密封泄漏率,构建了一套求解O形密封圈泄漏率的数值仿真算法,并辅以实验进行验证。利用真实表面形貌进行分区处理用于匹配接触压力分布,进而利用接触状态矩阵生成泄漏通道来模拟真实泄漏状况,通过观察泄漏通道的有无来判定密封是否泄漏,同时对平行平板泄漏模型进行改进使其适用于不同通道截面形状的泄漏率计算。对不同油压下的O形圈密封泄漏率进行计算,结果表明：当流体介质压力为0.07 MPa时,仿真所得密封泄漏率为1.717×10^-12 m³/s;当介质压力增大至0.09 MPa时,仿真所得密封泄漏率下降为1.525×10^-12 m³/s。比较不同介质压力下的接触应力分布,结果表明：随流体介质压力增加,密封接触区域接触应力分布增大,形成贯穿密封接触区域的泄漏通道范围减小,泄漏率减小。为验证仿真结果的合理性,将仿真结果与实验结果进行对比,结果表明：两者相对误差在10%左右,实验结果与仿真结果相符程度较好。     

碳素钢表层摩擦涂覆渗铝新方法及耐蚀性

为提高碳素钢耐腐蚀性能,通过摩擦涂敷在45钢表面制备一定厚度的涂敷铝层。采用箱式电阻炉对涂覆试样进行低温扩散处理,借助中性盐雾腐蚀和电化学试验测定腐蚀速率。结果表明：涂覆压力为400～500 N,涂覆时间为50～70 s,试样转速为550～650 r/min,可制备外侧60～70μm纯铝层和内侧1～2μm铁铝化合物层;在无惰性气体保护下680℃低温扩散4 h,渗层厚度为75～80μm; 45钢涂覆渗铝后腐蚀速率由0.617 g/(m²·h)降低到0.077 g/(m²·h);采用极化曲线外推法计算,腐蚀速率由0.682 mm/a降低到0.063 mm/a;采用摩擦涂覆渗铝方法,可在短时间(约1 min)内制备一定厚度的致密涂覆铝层,并实现与基体的良好冶金结合,显著提高了碳素钢的耐盐雾腐蚀性能。     

煤炭地下气化煤气扩散规律数值模拟研究

对煤炭地下气化原理,气体扩散原理进行分析,以计算流体动力学软件(CFD)为基础,模拟分析CO在不同泄漏速度、不同通风速度的情况下在巷道中的体积分数,得出随着泄漏速度的增大,煤气中毒性增大,发生煤气爆炸的可能性也逐渐增高;随着风速的加大,危险区域会逐渐向下风向和靠近泄漏口一侧偏移的扩散规律。当发生煤气泄漏应采取加大通风来稀释煤气浓度,保证人员安全的措施。     

风场对江淮地区颗粒物的影响分析

文章根据江淮地区气象资料和污染物质量浓度资料,分析风向、风速等气象要素对颗粒物质量浓度的影响。研究发现,江淮地区受PM_(2.5)污染程度高于PM_(10)。春季各风向所占比例较均匀,风速适中,较好的扩散条件使得空气优良比例居多;夏季主导风向转为东风至南风,携带较清洁西太平洋暖湿气流,使得空气优良比例较多;秋、冬季西北、北、东北风向所占比例较高,不良扩散条件和气流输送使得空气污染比例增高,占比达到55.6%。颗粒物对风速敏感程度分析研究表明,春、夏、冬季敏感风速较大,秋季较小;春、夏、冬季皖北与沿江城市的颗粒物对风速敏感程度较小,敏感风速为5.0～5.7 m/s,需要较大风速才具有强扩散和稀释能力;江淮之间及皖南对风速敏感程度较大,敏感风速为2.2～3.0 m/s,具有相对较好扩散和稀释能力。对一次典型污染过程的研究发现,风对空气污染过程起到促进作用,风速为2.0～4.0 m/s的偏北风将北方颗粒物运输至江淮地区,且主要为高空传输。     

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。     

城市建筑群环境有毒有害气体扩散数值模拟

应用计算流体力学(CFD)原理和方法建立街区尺度点源泄漏扩散的数值模型,并经风洞试验结果验证其正确性.对街区建筑物扰动和两种来流风速(1.5 m·s-1,3.0 m·s-1)下近地面气云扩散过程及特性进行模拟与分析.结果表明:给定合适的计算参数,基于RNG k-ε模型和SIMPLE算法能够有效模拟复杂障碍物条件下有毒有害气体的扩散过程;近地面气云扩散受道路、建筑物布局和来流风速的影响明显,建筑物周围测点浓度同该处源距、方位、高度以及风向偏离程度存在密切联系;较大的来流风速加快气云水平输送,同时有利于浓度的稀释;泄漏停止后建筑物密集区间浓度稀释相对滞缓,可能对人群健康构成威胁.     

液氢泄漏事故中氢气可燃云团的扩散规律研究

针对液氢生产、储存、运输过程中发生瞬时大流量泄漏的问题,对美国国家航空航天局进行的液氢泄放实验进行了数值模拟。采用非均相的混合模型,考虑气液相间速度滑移,对氢气、空气云团内部浓度、温度、密度等物理量的动态变化规律,以及可燃云团在竖直方向的扩散范围进行研究,揭示了可燃云团在开放空间的动态扩散行为,其扩散行为分为重气扩散、浮升扩散和被动扩散3个阶段。浮升扩散阶段为可燃云团扩散的最主要阶段,发生在停止泄放后大约8s的很短时间内,氢气浓度急剧下降,云团快速脱离地表并升高至约30m,在被动扩散阶段可燃云团扩散最慢,却占据大部分时间,即大约60s的时间,此阶段可燃云团维持在约40m的高空并且随风飘移。在风速较低的工况下,温差导致的低温氢气与空气的局部湍流相混合,是可燃云团扩散的主要动力。     

重庆市荣昌区冬季典型霾期大气颗粒物浓度垂直变化特征

为探究川东平行岭谷大气颗粒物质量浓度垂直变化特征,通过对四川盆地偏东部的重庆市荣昌区典型雾霾期气象条件下大气颗粒物质量浓度(PM₁,PM_2.5和PM₁₀)的垂直连续监测,分析温度、风速、相对湿度等气象条件与大气颗粒物浓度垂直分布的关系。结果表明：PM₁,PM_2.5,PM₁₀的日变化在各高度范围内均表现为夜间浓度较高。3种粒径段颗粒物的质量浓度均随高度升高而下降,0～300 m内颗粒物质量浓度最高,PM₁,PM_2.5,PM₁₀分别为39.61,193.62,338.87μg/m³。不同空气质量状况下,颗粒物浓度纵向分布不同。空气质量为良时,颗粒物随高度升高缓慢下降,600 m处PM₁,PM_2.5和PM₁₀浓度为100 m处的70.49%,69.60%,65.94%;轻度污染期间,600 m高度的颗粒物浓度比...