埋地天然气管道泄漏扩散数值模拟

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1、第44卷第10期当代化工Vo1．44．No．102015年1O月ContemporaryChemicalIndustryOctober，2015埋地天然气管道泄漏扩散数值模拟王健(新疆油田公司油气储运公司，新疆昌吉831100)摘要：针对埋地天然气管道穿孔泄漏扩散问题，结合有限容积法，利用Gambit2．4建立了天然气管道不同泄漏口径和不同环境温度的CFD仿真模型，利用Fluent6．3分别对不同泄漏口直径(6．35、25．4、101．6mm)和不同环境温度(0、10、30℃)泄漏工况下，气体在土壤中和空气中扩散规律进行了数值模拟。研究结果表

2、明，随着泄漏口直径增加天然气危害范围逐渐增大，关闭泄漏管段两端阀门以后，气体扩散危害范围逐渐变小；随着环境温度的升高气体危害范围在竖直方向上有明显增加，在地面处危险区域也增加。研究结果为城市埋地天然气管道泄漏事故现场人员疏散及安全抢修提供了理论依据。关键词：天然气管道；泄漏；扩散；数值模拟中图分类号：TQ018文献标识码：A文章编号：1671—0460(2015)10—2494—03NumericalSimulationofNaturalGasPipelineLeakageandDiffusionⅣGJian(PetroChinaXinjia

3、ngOilfieldCompanyOil&GasStorage&TransportationBranch，xmjiangChangji831100，China)Abstract：Tostudythedifusionofgasafterpiercingleakageofburiedgaspipeline．combinedwiththefinitevolumemethod．CFDsimulationmodelofthegaspipelineleakageunderdiferentleakcaliberanddiferentenvironmenta

4、ltemperaturewasestablishedbasedonGambit2．4．ByusingFluent6．3．gasdifusionrulesinsoi1andairwererespectivelysimulatedunderdiferentleakcaliber(6．35，25．4，101．6mm)anddiferentenvironmentaltemperaturef0，l0，30℃)．Theresearchresultsshowthat，withincreasingoftheleakageholediameter,gashaz

5、ardscopegraduallyincreases．Aftershuttingofthevalvesatbothendsoftheleakpipeline。thegasdiflusionhazardareagraduallydecreases．Withtheincreaseofenvironmenta1temperature．thegashazardscopeintheverticaldirectionsignificantlyincreases．thegashazardscopeonthegroundalsoincreasesatthes

6、ametime．Keywords：Gaspipeline；Diferentleaklocation；Difusion；Numericalsimulation随着我国国民经济的不断发展和人民生活水平101．6mm，并且根据不同的环境温度，建立泄漏模的提高，天然气的应用得到迅速的发展，燃气作为型来模拟计算，得出了天然气管道泄漏后天然气扩重要的能源形式之一应用越来越广泛。城市燃气管散规律，为制定天然气管道泄漏事故应急预案及保道一般采用埋地方式铺设，但由于受腐蚀和人为破障措施提供了理论依据。坏等因素的作用，天然气管道泄漏事故时有发生。】。1模型建立天

7、然气爆炸极限范围较大，具有易燃、易爆的性质，天然气泄漏爆炸事故一般会造成大量人员伤亡和严1．1数学及物理模型重的财产损失，具有较大的危害性。因此，对天然以天然气管道泄漏为例，模拟泄漏过程及天然气管道泄漏后，确定其危害范围具有重大意义。气流场变化。天然气为多种气体的混合物，主要成本文针对城市埋地天然气管道，利用C语言编分为甲烷(CH4)(体积分数为99．88％)，故可以用CH写与FLUENT软件兼容的UDF计算程序，修正风代替天然气进行模拟计算。天然气的伤害下限为速随高度的变化，并且控制阀门由于人工或自动关1％，爆炸极限范围为5％15％，故以天

8、然气的体闭后气体泄漏率口随时间的变化。由于腐蚀、施工积分数为l％、5％和15％为分界线为评定泄漏气体等不同的损伤过程，造成泄漏口的尺寸不同，根据危害浓度区域。API