燃气连续性泄漏扩散规律的研究

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1、燃气连续性泄漏扩散规律的研究【摘要】室内泄漏燃气的浓度场分布是非均匀变化的，当室内泄漏燃气浓度值达到其爆炸极限时，遇到点火源会引发爆燃甚至爆炸等危险事故。本文对室内燃气泄漏扩散规律进行了简单研究。【关键词】燃气连续性泄漏扩散规律屮图分类号：TU996文献标识码：A文章编号：木文分析了室内燃气泄漏和扩散规律，可以及时准确地预测燃气扩散危险区域，对消防人员有效组织抢险救援活动，减少事故损失是非常重要的。一、数学模型的假设条件受限空间内的燃气泄漏扩散过程受到众多因素的影响，本文对泄漏扩散过程进行了简化分析，基木假设条件如下：(1)泄漏

2、燃气与室内空气形成的混合气体视为理想气体，满足理想气体状态方程；(2)室内燃气泄漏扩散可认为是多组分气体相互作用的湍流，泄漏气体与室内介质形成的混合性气体不发生化学反应；(3)假定为连续源泄漏，认为设定的泄漏量为定值；(4)不考虑燃气泄漏扩散中自身的化学变化过程，把燃气的泄漏扩散过程视为单纯的物理扩散过程；(5)忽略泄漏扩散过程中燃气与环境之间的热量交换，并不考虑温差射流对泄漏扩散过程的影响；(1)在考虑室外风速对燃气泄漏扩散过程的影响时，认为风口垂直于泄漏空间设置，气体流向垂直于通风口。二、扩散实验的设计1、研究对象的选择本文

3、选取液化石油气作为研究对象。液化石油气是开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10。)和丁烯(C4H8),行业上习惯分别成为C3、C4o这些碳氢化合物在常态下呈气态，当压力升高或温度降低时容易转变为液态。液态液化石油气的闪点温度为77°C—180°C,沸点温度为0.5°C—47°C,着火温度为430°C—460°C,相应温度都很低。气态液化石油气的发热值约为92100"121400KJ/Nm,液态液化石油气的发热值约为45200—46100

4、KJfNin3,其燃烧温度可达700^2000°Co研究选择的液化石油气组分为氢气4.0%、乙烷0.15%、丙烷11.96%、丙烯3.18%、异丁烷36.23%、正丁烷12.36%、丁烯30.36%、戊烷0.76%,查相关资料并按照纯可燃气体混合物爆炸极限计算方法计算其爆炸极限体积浓度范围为1.78%—9.5%o2、实验模型实验台的设计思想是：设计具有一定通风条件的房间模型，在模型一侧设置一个燃气泄漏口，泄漏燃气经泄漏口进入房间，房间大部分采用有机玻璃搭建，以便于观察室内工况。在与泄漏口相对应的异侧开启小孔，以便能穿过浓度采集软

5、管，从而布置浓度采集测点。实验小室的尺寸为长X宽X高=1.3X1.1X2.01T1O三、实验方案和实验步骤1、实验方案室内燃气管道的输送压力有中压和低压之分，当中压或低压燃气管道发生泄漏时，泄漏压力较高，泄漏量较大，在泄漏很短的时间房间内燃气的浓度值就会达到较高的水平。而当房间内发生微量泄漏时，由于泄漏量较小，房间内泄漏燃气的浓度值也较小，此时泄漏燃气在扩散过程中受到的重力和浮力作用比较明显。出于安全方面考虑，并在充分利用实验室现有实验设备的前提下，决定选用输运性类似的二氧化碳代替实际液化石油气进行室内燃气泄漏扩散实验，通过实验

6、研究在不同影响因素(泄漏量、泄漏时间、大型通风口设置、通风风速以及障碍物)下液化石油气泄漏扩散浓度场分布和爆炸极限浓度的分布规律。2、实验步骤(1)改造实验小室根据实验方案对实验小室进行改造，充分利用小室已开启的泄漏口、风口、测试管通口，封堵好暂时不考虑但已经开好的孔洞。(2)校验仪器设备首先检查浓度检测仪器的气路是否通畅，请专业人员利用量程气对仪器设备进行量程校正，并综合检查各仪器是否正常运行。(3)对实验小室以及周围环境中的温度、风速等进行测量，监测小室空间与周围环境是否存在温差，因为实验中未考虑温差射流对燃气泄漏扩散规律的

7、影响，需耍対小室空间的温度进行控制，保证其与周用环境温度相差无几。(1)按照设计的实验系统连接实验设备。固定稳压器、流量计以及压力计，检查气密性，将气瓶、稳压器、流量计、压力计以及泄漏口通过软管连接，并在室内布置测点，通过气体输送软管连接到浓度采集装置。将通风装置连接在通风口上，并对接口处进行密封，将设备连接电路。(2)将实验小室整体进行密封处理。(3)根据不同的实验方案，対所要研究的影响因素进行设定。(4)开启气瓶阀门，调节出口压力，并观察压力计显示压力值，待压力、流量稳定一段时间后，将泄漏口接入小室内，同时计时开始。(5)做

8、实验记录。考虑到实验设备的响应时间，仅同时选取两个测点进行实验测量，针对某一工况进行重复实验，并对实验数据进行取舍和修正。四、不同影响因素下的结果对比分析1、泄漏量的影响通过模拟结果与实验结果对比可以得出：当泄漏量为仪0.55m3/s时，由于泄漏速率较大，具有明