建立了城市中壓天然氣管道小孔泄漏后在土壤中擴散的三維數(shù)值模型,采用CFD軟件對泄漏天然氣在壤土中的擴散過程進行了數(shù)值模擬,對比分析了不同土壤中天然氣速度、質(zhì)量分數(shù)的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:泄漏天然氣在壤土中的流速場和壓力場在極短的時間內(nèi)（100 s內(nèi)）達到穩(wěn)定的分布狀態(tài)。泄漏孔附近存在較大的速度梯度和壓力梯度,遠離泄漏孔處,天然氣的擴散速度非常緩慢。在泄漏孔附近,天然氣在壓力差和體積分數(shù)差的作用下對流擴散,形成了一個垂直不對稱高濃度區(qū)域,管道上方體積分數(shù)大于下方;在遠離泄漏孔的壤土區(qū)域內(nèi),只有體積分數(shù)差引起的分子擴散,天然氣呈同心擴散。隨著泄漏時間的增加,危險半徑和危險區(qū)域在逐漸擴大。在壤土中,當管道直徑為100 mm,壓力為0.4 MPa,泄漏孔直徑為10 mm時,泄漏100 s時危險半徑約為0.4 m,30 min時危險半徑約為1.2 m,60 min時危險半徑約為1. 5 m。天然氣體積分數(shù)變化沿管長方向呈高斯分布,泄漏孔上方體積分數(shù)最高。建議在直埋天然氣管道定位泄漏點時,打孔位置為管道上方0. 5 m高度。壤土中天然氣報警時間與擴散距離之間成冪函數(shù)關系,根據(jù)該擬合公式可逆向預測... 

【文章來源】：煤氣與熱力. 2020,40(11)

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

直埋天然氣管道泄漏物理模型

泄漏孔位置

擴散時間分別為100 s、60 min時，土壤中天然氣擴散速度云圖z Ox平面、z Oy平面軟件截圖見圖4(圖例中數(shù)值的單位為m/s)。擴散時間從100 s到60 min,z Ox平面和z Oy平面的流速分布云圖幾乎保持不變，且以泄漏孔為中心呈左右對稱分布。即天然氣在土壤中的擴散，流速在極短的時間內(nèi)(100 s內(nèi))達到穩(wěn)定的分布狀態(tài)。土壤假設為各向均質(zhì)，因此各個方向的氣體擴散速度大小一致。在質(zhì)量分數(shù)差和壓力差的作用下，泄漏孔附近的速度梯度較大，泄漏孔流出天然氣的速度最大可達1 m/s。由于土壤的阻力較大，距離泄漏孔0.5 m處的流速下降至5×10-5m/s，距離泄漏孔1.5 m處的流速約為10-5m/s，即天然氣在土壤中的擴散過程是一個非常緩慢的過程。(2)壓力分析

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3597670