开放空间液氨泄露扩散规律及人员疏散的研究

发布时间：2017-10-11 10:33

  本文关键词：开放空间液氨泄露扩散规律及人员疏散的研究

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【摘要】：液氨作为生产企业中需求较大的危化品，每年都会发生多起的液氨泄漏事故，由于其独特的理化特性，通常会引发火灾、爆炸、人员中毒等严重后果，从而对企业造成重大的人员和经济损失，其引发的社会影响更是难以估量。本文正是基于液氨泄漏的突发性、后果的严重性、人员疏散的复杂性等特点，分析液氨泄露的物态变化机理，进而建立合理的泄漏模型，准确的预测液氨泄漏在具体环境下的浓度场、流场等分布，评价某企业的厂区人员分布的合理性，明确液氨储罐的爆炸影响范围和液氨毒害范围，，为厂区人员、液氨探头分布和人员疏散提供科学理论依据，能有效地降低化工企业因液氨意外泄漏而引发的事故带来的影响。 本文研究分析了液氨泄漏的扩散机理，重点统计了近年来媒体重点报道的26起液氨泄漏事故，分别从事发的严重程度、场所、泄漏装置、泄漏源等分析近年来的液氨事故特点。结果表明，事发地点通常离居民生活区不远，经常引发群体的疏散，事故发展也越来越严重和复杂；事发点多发生在冷藏企业的厂区内，开放空间的泄漏起数虽少，但是更难控制，而应引起重视；泄漏装置为储存设备设施的事故居多；泄漏源多发生在储罐下部。 依据现有对危化气体的泄漏扩散模型的分析，首先分析了液氨泄漏的物态变化过程，结合现实情况，确定了液氨液相连续泄漏为本文研究的泄漏方式，并且多为气液二相流的泄漏，多使用重气扩散模型。结合本文研究的液氨扩散的具体问题，对比概率分析模型，选择以计算流体力学模型（CFD）理论为基础，应用FLUENT软件对液氨扩散进行模拟研究，得到不同扩散情形和条件下的扩散规律，如流场、密度场和速度场等的分布，确定了液氨泄漏危害的范围。为厂区合理的分布和周围环境的评价，以及人员疏散和应急救援提供科学的理论依据。
【关键词】：液氨 扩散模型 数值模拟 人员疏散
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ086
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 研究项目依托11
• 1.3 危化气体泄漏事故国内外研究现状11-14
• 1.3.1 国外研究现状11-12
• 1.3.2 国内研究现状12-14
• 1.4 研究内容和技术路线14-16
• 1.4.1 研究内容14
• 1.4.2 技术路线14-16
• 第2章 液氨储罐泄露扩散理论及原因分析16-26
• 2.1 液氨的理化特性及其危险性16-17
• 2.1.1 液氨理化特性16
• 2.1.2 危险性概述16-17
• 2.2 液氨泄漏事故的理论分析17-23
• 2.2.1 近年来泄漏事故案例统计分析17-21
• 2.2.2 液氨泄漏的原因分析21-22
• 2.2.3 泄漏源的确定22-23
• 2.3 液氨泄漏的扩散物态变化过程分析23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 液氨泄漏扩散模型的确定26-33
• 3.1 危化气体的扩散模型26-30
• 3.1.1 概率模型27-29
• 3.1.1.1 高斯（Gaussian）模型27-29
• 3.1.1.2 萨顿(Sutton)模型29
• 3.1.2 计算流体力学模型29-30
• 3.2 计算流体力学理论基础30-31
• 3.2.1 CFD 软件计算的流程30-31
• 3.2.2 不同计算流体软件及本文选择 Fluent 的原因31
• 3.3 Fluent 软件31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第4章 液氨球罐泄漏的数值模拟33-48
• 4.1 液氨储罐泄漏的计算模型33-36
• 4.1.1 扩散模型的基本假设条件33
• 4.1.2 扩散模型的控制方程33-35
• 4.1.3 标准 k-ε模型35-36
• 4.2 基于 Fluent 的液氨储区数值模拟及其规律研究36-47
• 4.2.1 模拟背景的模型建立36-38
• 4.2.1.1 物理模型建立36-37
• 4.2.1.2 网格划分37-38
• 4.2.2 模拟结果分析及其规律研究38-47
• 4.2.2.1 无风状态下氨气的扩散规律39-41
• 4.2.2.2 东南风状态下氨气的扩散规律41-45
• 4.2.2.3 西北风状态下氨气的扩散规律45-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 液氨泄漏人员应急疏散分析及防控措施48-60
• 5.1 厂区液氨储罐危险等级的划分及规则48-50
• 5.2 液氨储罐周围人员分布及泄漏影响分析50
• 5.3 人员应急疏散要求50-52
• 5.4 应急救援和厂区人员疏散路线分析52-58
• 5.4.1 泄漏事故应急救援52-53
• 5.4.2 人员疏散分析53-58
• 5.5 液氨泄漏防控措施58-59
• 5.6 本章小结59-60
• 第6章 结论与展望60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1012026