【摘要】：埋地燃氣管道在發(fā)生小孔泄漏時很難被發(fā)現(xiàn),為了更好地解決燃氣在土壤中的小孔泄漏問題,更快的發(fā)現(xiàn)燃氣管道的小孔泄漏問題,就需對埋地燃氣管道在土壤中的泄漏規(guī)律進行研究,更好地減少災(zāi)害的發(fā)生,從而避免財產(chǎn)損失和人員傷亡。土壤是典型的多孔介質(zhì),埋地燃氣管道在土壤中的泄漏問題就是在燃氣在多孔介質(zhì)中的傳熱傳質(zhì)問題,本課題基于流體力學基礎(chǔ)和多孔介質(zhì)理論,通過組分傳輸方程和多孔介質(zhì)模型,應(yīng)用CFD數(shù)值模擬軟件對組分和多孔介質(zhì)進行設(shè)置,對土壤中的濃度場進行模擬,模擬燃氣濃度在土壤中隨時間變化的泄漏擴散情況。分析不同因素對土壤中燃氣的濃度變化的影響,對不同泄漏孔徑、不同泄漏壓力情況下的燃氣泄漏進行非定常數(shù)值模擬,模擬得出燃氣在土壤中的濃度分布。并且通過在模擬區(qū)域建立監(jiān)測點對不同位置的甲烷濃度進行監(jiān)測,同時對不同方向上的燃氣濃度在空間的分布進行模擬。數(shù)值模擬結(jié)果表明:泄漏孔徑越大,泄漏相同時間模擬區(qū)域的燃氣濃度越大,燃氣泄漏越快;泄漏壓力越大,燃氣泄漏越快,燃氣濃度越快到達緩慢增長階段;不同監(jiān)測點,在同一垂直方向的監(jiān)測點燃氣濃度差別不大,同一水平方向的監(jiān)測點燃氣濃度隨著泄漏時間的增長濃度差逐漸變小,最后基本趨于一致;不同方向上的燃氣濃度在空間分布也差別很大,沿水平方向的燃氣濃度分布是中間濃度高,兩側(cè)濃度低,且垂直距離離泄漏口越近其濃度差越大,隨著泄漏時間增長,濃度差會逐漸變小,曲線變平緩;沿垂直方向的燃氣濃度離泄漏口越近濃度越高,且在泄漏口容易集聚,隨著時間增長,泄漏區(qū)域濃度差越小,在離泄漏口一定距離后,燃氣濃度基本趨于一致。得到的成果能夠幫助施工救援人員分析埋地燃氣管道泄漏后燃氣在土壤中的擴散規(guī)律,快速的判斷泄漏部位及火災(zāi)、爆炸危險區(qū)域,從而更有效率地采取應(yīng)急救援措施。
【圖文】：

山東建筑大學學位碩士論文可以進行二維或三維的建模，主要是對實際工程簡化，將計算模擬區(qū)域進行點線面的連接。如果二維或三維模型過于復(fù)雜，通過 Gambit 很難完成模型建立，可以先通過 CAD建模完成后，導(dǎo)入 Gambit 并對其劃分網(wǎng)格。（1）物理模型的建立本文研究的埋地燃氣管道在土壤中的泄漏擴散問題，本文是以城鎮(zhèn)燃氣管道為例，，假設(shè)管道在地下埋深 1.5m 處，管道上部是城市管溝填埋土壤，土壤上面是城市道路硬化路面，如下圖。

山東建筑大學學位碩士論文隨后在邊界層外的區(qū)域用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分。中，主要探討燃氣泄漏后在土壤中的泄漏擴散問題，無其他外界it 中進行網(wǎng)格劃分時，線網(wǎng)格劃分的網(wǎng)格大小為 0.005m，均勻分此幾何模型是規(guī)則的，可以采用結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格劃分，劃分類型為四條件設(shè)置劃分完成后，還要定義邊界及介質(zhì)類型。本文采用的是二維計算定義主要是線和面。設(shè)置泄漏口類型是壓力入口，管壁類型是 w力出口，頂部硬化路面類型是 wall，因土壤為多孔介質(zhì)，介質(zhì)類型后進行 Mesh 文件的輸出保存。Top(wall)
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU996.9

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本文編號：2612688