风速及泄漏量对无组织排放的苯污染物浓度影响的cfd模拟研究

《风速及泄漏量对无组织排放的苯污染物浓度影响的cfd模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、安全、境生产与环境编辑挽桂才染物浓度影响的CFD模拟研究韩柱张军尹秀丽(青岛科技大学环境与安全工程学院，山东青岛266042)摘要：利用Fluent软件对某化工厂苯污染物的无组比较，发现冬季的苯污染物浓度大于夏季，厂区内的苯污织排放在居民区的扩散规律进行了模拟，研究并比较了风染物浓度大于厂区外的浓度。在无组织排放研究地点的选速及无组织泄漏量对污染物浓度的影响。研究结果表明：取上，大多数研究主要集中在城市街区⋯1，主要以街区存在Oc，当实际泄漏量大于Oc时，敏感点的苯污染物浓内交通排放的尾气在街区中的扩散为主，其中

2、XieXiaomin度随风速增大而减小；当泄漏量小于时，敏感点的苯污等[15l对无组织排放源处于街区内的污染物的扩散进行了染物浓度随风速增大而增大。风速较小时，随着敏感点到研究，发现街区内背风一侧污染物浓度大于迎风侧的污染泄漏源距离的增大，敏感点的污染物浓度有减小趋势；风物浓度，这些研究的无组织排放源均处于街区内，未对街速较大时。敏感点的苯污染物浓度不仅与敏感点到泄漏源区外的无组织排放通过风的作用扩散至街区内的情形进的距离有关，还与污染物的泄漏量有关。在污染物扩散方行研究。向的下风向街区内，迎风一侧的污染物浓度高

3、于背风一侧本研究利用CFD(计算流体动力学)技术，模拟了居民的污染物浓度。区外的某化工厂苯污染物的无组织排放在城市居民区内关键词：Fluent软件；苯污染物；无组织排放；风速；泄的扩散，分析了不同风速及不同无组织泄漏量对苯污染物漏量；模拟浓度的影响。近几年，中国快速的城市化进程，使得规模越来越大1模型建立与求解的化工项目逐渐靠近人口稠密的城镇。随着工艺安全技术1．1数学模型水平的提高，化工企业发生大的泄漏及爆炸事故的概率减采用质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程及小，但是企业正常生产产生的无组织排放的污染物，

4、日渐组分守恒方程对无组织排放的苯污染物进行求解，守恒的成为影响周边地区居民健康的主要因素，因此，化工厂区通用控制方程}l6J为：的无组织排放对于周边居民的影响成为研究热点。+di、)：di(九，肿)+S(1)目前，国内外对于污染物无组织排放的研究主要倾向于无组织排放的监测、估算方法l4“的确定，而在这些式中：——瞬态项；研究中，风速及泄漏量对无组织污染物浓度的影响研究较少。另外，在所研究的有关无组织排放的污染物类型中，对收稿日期：2010—09—27于SO、NO等有毒有害物质研究较多I91，对苯这类剧毒作者简介：

5、韩柱，青岛科技大学安全工程专业在读硕士污染物的无组织排放研究不多，其中，P．S．Rao等人I’fIl对石研究生，主要从事危化品泄漏扩散的CFD模拟及行为化厂不同季节无组织排放的苯污染物浓度进行了监测与安全管理研究工作。@2olo~1o卷第12期韩柱，等．风速及泄漏量对无组织排放的苯污染物浓度影响的CFD模拟研耷生产与环境．v中)——对流项；内时，风速越大，敏感点的苯污染物浓度越小；当该泄漏量V，)——扩散项；处在1×10～0．01kg／s范围内时，风速越大，敏感点的苯p——体积质量，kg／m；污染物浓度越大。由此

6、可见，对于苯污染物，存在一个临界Ⅱ——速度，m／s；泄漏量，其值在0．【)Ikg／s左右。——通用变量；r——广义扩散系数；．s——广义源项。为使方程封闭，建立P和P的状态方程：P(P，T)(2)湍流模型采用经过验证的标准模型lI71。1．2物理模型及边界条件利用GAMBIT建模，构建物理模型，利用Fluent6．3软件设置边界及初始条件，并设置求解器，运算求解。物理模型如图1所示。一g．警越烬嚣蟑鞯斟∞72帅一一一～～图2敏感点布置示意图1CFD物理模型模拟计算区域长、宽、高分别为1600m、l600m、100

7、m，将该化工区苯污染物低度泄漏源模型简化成长、宽、高分别为10m、10m和15m的长方体；居民区建筑物尺寸相同，长、宽、高分别为160m、100m和20m，居民区建筑物高度与街区宽度比值【14JH／W=0．5；苯污染物泄漏源与居民区建筑物垂直距离为680m。人口边界条件为风速入口(velocity—inlet)，10m高风速为3，4，5，6，7m／s；苯泄漏入口采用质量流速(massflowrate)边界条件，无组织排放的泄漏量为1，10'010011E-3IE4IE-51E-61E7’E{1E{1E-10IE0

8、．1，0．001，1×10．4，lX10，1X10_6，lX10，1X10-8，l×10，无组织排放泄漏量的质量流速／(kg’)1X10。。kg／s，泄漏方向垂直向上；m口边界条件给定压力出口(pressureoutlet)；流场各处初始压力均为101325Pa，温度图3敏感点A处不同风速下的污染物浓度均为298K。2结果与讨论2．1风速对苯污染物浓度的影响在厂界周围及居