管道输送有毒有害气体泄漏扩散数值模拟研究

摘要

化工生产过程中及居民日常生活中,通常用管道输送有毒有害气体。然而,在管道输送有毒有害气体途中常常由于管道侵蚀穿孔、连接件密封不严、人为等因素造成管道内有毒有害气体泄漏至大气中。有毒有害气体一旦发生泄漏,在风的作用下迅速扩散,可能会造成中毒、爆炸、火灾、窒息等突发性事故,严重危害人民健康和资产安全。为了帮助事故发生企业了解有毒有害气体泄漏扩散规律,做好应急救援工作减少伤亡人数,本文对管道输送有毒有害气体泄漏扩散进行了数值模拟研究。
　　首先,本论文分析了国内外研究人员对气体泄漏扩散方面的研究进展,同时介绍了气体流动的基本控制方程及射流理论。其次,讨论了影响气体泄漏扩散的因素,运用Gambit软件建立了几何模型,将几何模型导入计算流体力学软件Fluent6.3.26后研究不同因素(地形、泄漏孔尺寸、风速、泄漏速度、障碍物等)对有毒有害气体泄漏扩散的影响,得到有毒有害气体在不同因素下的浓度场分布并对模拟结果进行分析,此外,本文亦模拟了厂区氯气泄漏危险区域的动态变化范围及厨房天然气软管脱落情况下天然气泄漏扩散的过程,并用Tecplot软件对结果进行处理。最后,提出了有毒有害气体泄漏后初步救援处置方案。论文的研究有助于安全管理部门掌握有毒有害气体泄漏事故的后果及影响,为采取相应的应急措施提供参考。
　　本文数值模拟有毒有害气体泄漏扩散所得的结果与泄漏、扩散的理论相符,运用 Fluent模拟气体在大气中泄漏扩散的研究方法为研究气体泄漏扩散提供了一种分析思路,分析所得的结论为应急救援及疏散人群提供了重要依据。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 本领域国内外研究现状

1.3 研究的主要内容

第二章 有毒有害气体泄漏扩散理论基础

2.1 压力管道

2.2 有毒有害气体

2.3 泄漏扩散模式

2.4 影响气体扩散的因素

第三章 计算流体力学理论基础

3.1 CFD简介

3.2 Fluent简介

3.3 计算流体力学控制方程组

3.4 小结

第四章 有毒有害气体泄漏扩散模拟研究

4.1 有毒有害气体泄漏扩散规律研究

4.2 开敞空间氯气泄漏扩散数值模拟

4.3 有限空间内天然气泄漏扩散数值模拟

第五章 有毒有害气体泄漏应急救援

5.1应急组织机构

5.2应急处置

5.3应急结束

5.4小结

第六章 结论与展望

6.1主要研究成果及结论

6.2展望

参 考 文 献

攻读学位期间的研究成果

致谢