基于MATLAB的氨泄漏扩散动态模拟研究
发布时间：2022-01-11 00:53
鉴于氨独特的理化性质,通常以加压或降温的方法将液化的氨储存在高压或常压的储罐或容器中,严苛的储存条件、多种人为失误、设备缺陷使得液氨泄漏事故过程复杂,伴生事故多样,事故影响范围广、危害性大。因此研究液氨储罐泄漏扩散机理,进行科学的事故后果模拟,对事故后的应急救援亦或是事前的风险评估都有重要意义。本文总结了液氨储罐泄漏的四类外在原因,七种影响因素,并作了具体的分析说明。在论述国内外相关氨的危害浓度标准的前提下,对液氨泄漏事故毒性危害区域进行了从吸入反应区到立即致死区的五级划分。在对事故泄漏、扩散过动力学研究的基础上,总结了液氨储罐泄漏的三种泄漏源模型；根据高斯扩散模型、叠加模型的理论基础建立了动态扩散模型。扩散模型考虑了泄漏时间和扩散时间两个时间变量,使该模型能够计算连续泄漏扩散、瞬时泄漏扩散以及有限时长泄漏扩散三种事故情形下扩散任意时刻环境中氨气的浓度分布,同时从地面条件和烟云抬升两方面对模型相关系数进行了修正有效提高了模型精度。基于MATLAB强大的计算与编程功能,根据动态扩散模型的理论基础,自行编制了气体扩散模拟系统。该系统操作简单,功能选项多,运行速度快,实现了多种事故情形下中性...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 危险化学品泄漏研究现状
1.2.2 泄漏扩散仿真软件研究现状
1.3 存在问题
1.4 研究内容
1.5 采用的技术路线
2 液氨泄露扩散过程及影响因素分析
2.1 氨的理化性质及危险性分析
2.1.1 氨的理化性质
2.1.2 氨的危险性分析
2.2 氨泄漏危害区域界定
2.2.1 危化品安全暴露标准
2.2.2 氨的毒性危害区域划分
2.3 泄漏影响因素分析
2.3.1 泄漏主要原因
2.3.2 泄漏影响因素
2.3.3 泄漏面积分析
2.4 扩散过程动力学分析
2.5 本章小结
3 动态泄漏扩散模型的建立
3.1 泄露源模型
3.1.1 液体经储罐孔洞泄露
3.1.2 气体或蒸汽泄露
3.1.3 两相流泄露
3.2 高斯扩散模型(Gauss Model)
3.2.1 高斯模型适用条件
3.2.2 高斯烟羽模型(Gauss Plume Mode)
3.2.3 高斯烟团模型(Gauss Puff Model)
3.3 动态扩散模型的建立
3.3.1 连续泄漏扩散模型
3.3.2 有限时长泄漏扩散模型
3.4 模型参数的修正
3.4.1 扩散系数的修正
3.4.2 烟羽抬升高度
3.5 本章小结
4 氨泄露扩散动态模拟系统的设计与实现
4.1 系统用户需求分析
4.2 开发工具选择
4.3 系统流程和模块分析
4.3.1 系统流程图
4.3.2 功能模块分析
4.4 系统界面
4.4.1 主界面
4.4.2 模拟计算界面
4.4.3 求源界面
4.4.4 结果可视化界面
4.5 浓度中心求解
4.6 本章小结
5 氨泄露扩散模拟及结果分析
5.1 项目背景
5.1.1 自然气象条件
5.1.2 氨区布置
5.1.3 关注点选取
5.2 氨泄露扩散模拟
5.2.1 有限时长泄漏事故模拟
5.2.2 瞬时破裂扩散模拟
5.3 模拟结果分析
5.3.1 有限时长泄漏扩散模拟结果分析
5.3.2 瞬时破裂泄漏扩散模拟结果分析
5.4 事故应急响应及安全防控措施建议
5.4.1 氨泄漏事故应急救援
5.4.2 安全防控措施
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
附录 部分程序代码
【参考文献】：
期刊论文
[1]液氨储罐泄漏扩散事故危害区域的动态划分[J]. 陈彦平,陈二瑞,汤静. 中原工学院学报. 2015(06)
[2]引入时间叠加的高斯液氨泄漏扩散模拟及人员疏散研究[J]. 熊立春,陈建宏,石东平. 中国安全生产科学技术. 2015(11)
[3]液氨泄漏扩散模拟及危害评估[J]. 夏登友,钱新明,黄金印,姜连瑞,段在鹏. 中国安全科学学报. 2014(03)
[4]基于高斯模型对氯气泄漏浓度分布的快速估算方法研究[J]. 王孔森. 中国安全生产科学技术. 2012(09)
[5]基于高斯模型的液氨储罐泄漏扩散仿真分析[J]. 王洪德,莫朝霞. 中国安全科学学报. 2012(09)
[6]2006-2010年我国危险化学品事故统计分析研究[J]. 吴宗之,张圣柱,张悦,石超,刘宁,杨国梁. 中国安全生产科学技术. 2011(07)
[7]加氢站氢气泄漏事故模拟及后果分析[J]. 杨灿剑,付晋. 消防科学与技术. 2011(04)
[8]基于MATLAB的液氨泄漏环境风险分析[J]. 郑杨炜,谢殿荣,何衍兴,申志兵. 安全与环境工程. 2010(01)
[9]液氨泄漏风险评估和风险分级方法[J]. 柳红卫,黄沿波. 安全与环境工程. 2010(01)
[10]计算大气扩散系数的一组经验公式[J]. 李玉平. 北京理工大学学报. 2009(10)
博士论文
[1]多源气体泄漏扩散的实验及数值模拟研究[D]. 朱红亚.中国科学技术大学 2013
[2]重大危险源泄漏机理及应急封堵技术研究[D]. 闫宏伟.太原理工大学 2012
硕士论文
[1]基于MATLAB的液化气体源强反算研究[D]. 骆蓓.哈尔滨理工大学 2015
[2]非重气泄漏事故源强反算研究[D]. 邹吉然.哈尔滨理工大学 2014
[3]高斯烟羽模型的改进及在危化品泄漏事故模拟中的应用[D]. 李云云.广州大学 2013
[4]液氨泄漏事故模拟及扩散影响研究[D]. 林其彪.哈尔滨理工大学 2011
[5]危险化学品毒气泄漏事故区域应急疏散的研究[D]. 宋倩文.西安建筑科技大学 2010
[6]中小型氨厂氨合成工段爆炸及氨泄漏危害后果的估算研究[D]. 纪纯明.青岛科技大学 2010
[7]危险化学品泄漏扩散模拟的研究[D]. 张景钢.山东科技大学 2006
本文编号：3581752
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 危险化学品泄漏研究现状
1.2.2 泄漏扩散仿真软件研究现状
1.3 存在问题
1.4 研究内容
1.5 采用的技术路线
2 液氨泄露扩散过程及影响因素分析
2.1 氨的理化性质及危险性分析
2.1.1 氨的理化性质
2.1.2 氨的危险性分析
2.2 氨泄漏危害区域界定
2.2.1 危化品安全暴露标准
2.2.2 氨的毒性危害区域划分
2.3 泄漏影响因素分析
2.3.1 泄漏主要原因
2.3.2 泄漏影响因素
2.3.3 泄漏面积分析
2.4 扩散过程动力学分析
2.5 本章小结
3 动态泄漏扩散模型的建立
3.1 泄露源模型
3.1.1 液体经储罐孔洞泄露
3.1.2 气体或蒸汽泄露
3.1.3 两相流泄露
3.2 高斯扩散模型(Gauss Model)
3.2.1 高斯模型适用条件
3.2.2 高斯烟羽模型(Gauss Plume Mode)
3.2.3 高斯烟团模型(Gauss Puff Model)
3.3 动态扩散模型的建立
3.3.1 连续泄漏扩散模型
3.3.2 有限时长泄漏扩散模型
3.4 模型参数的修正
3.4.1 扩散系数的修正
3.4.2 烟羽抬升高度
3.5 本章小结
4 氨泄露扩散动态模拟系统的设计与实现
4.1 系统用户需求分析
4.2 开发工具选择
4.3 系统流程和模块分析
4.3.1 系统流程图
4.3.2 功能模块分析
4.4 系统界面
4.4.1 主界面
4.4.2 模拟计算界面
4.4.3 求源界面
4.4.4 结果可视化界面
4.5 浓度中心求解
4.6 本章小结
5 氨泄露扩散模拟及结果分析
5.1 项目背景
5.1.1 自然气象条件
5.1.2 氨区布置
5.1.3 关注点选取
5.2 氨泄露扩散模拟
5.2.1 有限时长泄漏事故模拟
5.2.2 瞬时破裂扩散模拟
5.3 模拟结果分析
5.3.1 有限时长泄漏扩散模拟结果分析
5.3.2 瞬时破裂泄漏扩散模拟结果分析
5.4 事故应急响应及安全防控措施建议
5.4.1 氨泄漏事故应急救援
5.4.2 安全防控措施
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
附录 部分程序代码
【参考文献】：
期刊论文
[1]液氨储罐泄漏扩散事故危害区域的动态划分[J]. 陈彦平,陈二瑞,汤静. 中原工学院学报. 2015(06)
[2]引入时间叠加的高斯液氨泄漏扩散模拟及人员疏散研究[J]. 熊立春,陈建宏,石东平. 中国安全生产科学技术. 2015(11)
[3]液氨泄漏扩散模拟及危害评估[J]. 夏登友,钱新明,黄金印,姜连瑞,段在鹏. 中国安全科学学报. 2014(03)
[4]基于高斯模型对氯气泄漏浓度分布的快速估算方法研究[J]. 王孔森. 中国安全生产科学技术. 2012(09)
[5]基于高斯模型的液氨储罐泄漏扩散仿真分析[J]. 王洪德,莫朝霞. 中国安全科学学报. 2012(09)
[6]2006-2010年我国危险化学品事故统计分析研究[J]. 吴宗之,张圣柱,张悦,石超,刘宁,杨国梁. 中国安全生产科学技术. 2011(07)
[7]加氢站氢气泄漏事故模拟及后果分析[J]. 杨灿剑,付晋. 消防科学与技术. 2011(04)
[8]基于MATLAB的液氨泄漏环境风险分析[J]. 郑杨炜,谢殿荣,何衍兴,申志兵. 安全与环境工程. 2010(01)
[9]液氨泄漏风险评估和风险分级方法[J]. 柳红卫,黄沿波. 安全与环境工程. 2010(01)
[10]计算大气扩散系数的一组经验公式[J]. 李玉平. 北京理工大学学报. 2009(10)
博士论文
[1]多源气体泄漏扩散的实验及数值模拟研究[D]. 朱红亚.中国科学技术大学 2013
[2]重大危险源泄漏机理及应急封堵技术研究[D]. 闫宏伟.太原理工大学 2012
硕士论文
[1]基于MATLAB的液化气体源强反算研究[D]. 骆蓓.哈尔滨理工大学 2015
[2]非重气泄漏事故源强反算研究[D]. 邹吉然.哈尔滨理工大学 2014
[3]高斯烟羽模型的改进及在危化品泄漏事故模拟中的应用[D]. 李云云.广州大学 2013
[4]液氨泄漏事故模拟及扩散影响研究[D]. 林其彪.哈尔滨理工大学 2011
[5]危险化学品毒气泄漏事故区域应急疏散的研究[D]. 宋倩文.西安建筑科技大学 2010
[6]中小型氨厂氨合成工段爆炸及氨泄漏危害后果的估算研究[D]. 纪纯明.青岛科技大学 2010
[7]危险化学品泄漏扩散模拟的研究[D]. 张景钢.山东科技大学 2006
本文编号：3581752
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