基于CFD的城镇天然气管道泄漏扩散研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第5期石油化工自动化Vo1．51，No．52015年1O月AUTOMAT10NINPETRO-CHEMICALINDUSTRYOctober。2O15基于CFD的城镇天然气管道泄漏扩散研究杨奇睿，王岳，官学源，邵慧龙，牛冉(1．辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001；2．新疆油田公司工程技术研究院，新疆克拉玛依834000)摘要：针对城镇中埋地天然气管道的泄漏情况，研究了土壤、建筑物和风速对天然气管道泄漏和扩散的影响。利用CFD模拟计算软件对城镇中埋地天然气管道泄漏进

2、行三维数值模拟，并得到了泄漏后三维空间不同截面位置处CH的体积分数分布和爆炸范围及天然气泄漏时的人员疏散安全距离。研究结果为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：埋地中压天然气管道风速三维数值模拟中图分类号：TP274文献标志码：B文章编号：1007—7324(2015)05—0052—05StudyonLeakageDiffusionofCFDBasedTownNaturalGasPipelineYangQirui，WangYue，GuanXueyuan2，ShaoHuilong，NiuRan(1．C

3、ollegeofPetroleumandNaturalGasEngineering。LiaoningUniversityofPetroleum&Chemical，Fushun，1l3001，China；2．TechnologyResearchInstituteofXinjiangOilFieldCompany，Karamay，834000，China)Abstracts：Focusingonleakageofburiednaturalgaspipeline，effectsofsoil，buildingsandwindspeedo

4、nnaturalgaspipelineleakageanddiffusionarestudied．3DnumericalsimulationisconductedfortownburiednaturalgaspipelineleakageutilizingCFDsimulationcalculationsoftware．CH4volumefractiondistributionatdifferentcrosssectionlocationin3Dspaceafterleaking，explosionrangeandsafedis

5、tanceforstaffevacuatingduringleakingareobtained．Theresearchresultprovidesatheoreticalbasisforpersonnelevacuationfornaturalgaspipelineleakageaccidentsceneandsafeemergencyrepair．Keywords：buried；mediumpressurenaturalgaspipeline~ndspeed~3Dnumericalsimulation城市燃气的使用对居民生活水

6、平的提高、工业云，即中气，密度与空气相近，如一氧化碳；重质气的发展、生态环境的改善具有重要意义。但由于自云，即重气，密度比空气大，重气的形成不仅与释放然损坏、腐蚀穿孔、人为破坏、安装质量不达标，接物质的性质有关，而且与储存和释放的方式有关。口、阀门密封材料老化、机械振动等造成燃气管道以往对重气研究较多，并且多局限在二维情况下；系统产生裂纹、穿孔甚至断裂，或因为供气不正常然而天然气属于轻气，浮力作用明显，二维数值模及使用行为不当等原因，易引发燃气的泄漏。当泄拟不能直观描述泄漏天然气的实际扩散范围。以漏的天然气与空气混合后，会产生易

7、燃、易爆的气下采用三维数值模拟，力求全面了解城镇中埋地天体，极易引发燃气爆炸或火灾事故。目前对于埋地然气管道泄漏扩散情况。管道泄漏扩散问题的研究较少，鉴于研究危险可燃1模型的建立性气体泄漏扩散实验尚有较大难度，从安全角度考1．1数学模型，通过数值方法开展相关的研究工作是可1)质量守恒方程：m]。根据天然气管道泄漏扩散数值模拟可迅+。+。a+一o(1)预测天然气泄漏后的扩散范围和危险范围，为决v。a2策者及时疏散居民、采取救援措施提供科学指导。由于气体释放后将与空气、蒸气、液滴及凝结所生成的水滴等结合从而形成混合气云，根据混合稿件

8、收到日期：2015—03—22，修改稿收到日期：2015—06—19。气云与环境大气密度的差异，可将其分为三类：浮作者简介：杨奇睿(199O一)，男，辽宁鞍山人，辽宁石油化工大学在性气云，即轻气，密度比空气小，如天然气；中性气读硕士研究生，主要研究方向为油气管道