细水雾与冷/热态天然气泄漏射流相互作用的模拟研究
发布时间：2022-01-20 14:18
传统化石能源的使用带来的环境问题日益严峻,天然气作为一种低碳清洁能源逐步成为工业生产、交通运输及居民生活等过程中的主要能源。然而在天然气的运输和存储过程中极易因管道腐蚀、设备老化、人为破坏等因素导致天然气泄漏事故的发生。天然气泄漏后往往会大面积扩散,极易引发重大的火灾爆炸中毒事故,往往会造成重大的人员伤亡和经济损失。因此开展天然气泄漏及其火灾事故的防治工作具有重要的科学意义和实用价值。细水雾灭火技术因其清洁、灭火效率高、用水量少等优点,已经被广泛应用于工业生产中的诸多领域,然而基于细水雾灭火技术的天然气泄漏事故防灭火研究相对较少。细水雾与天然气冷态高速射流相互作用的研究目前依然缺乏,仅部分研究开展了细水雾熄灭气体射流火的实验研究,但仅从宏观角度得到了典型灭火现象及灭火有效性等结果,而相互作用流场特性则是从本质上揭示其作用效能及相互影响机制。因此,本文通过小尺度实验和数值模拟方法,基于2D-PIV速度测量技术,开展了细水雾与冷/热态天然气泄漏射流相互作用的模拟研究。为了获得细水雾对冷态天然气泄漏射流的控制和衰减机制,采用氮气代替天然气作为泄漏气体,开展了细水雾与冷态气体泄漏射流垂直和倾斜...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：203 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?２０１５年我国与世界一次能源消费结构图??
图１．２典型低压管道天然气泄漏案例??管道在天然气输运、储存中，极易因管道腐蚀、设备老化、人为破坏等因素??造成管道破坏［Ｍ］，进而引起高压天然气的泄漏事故，典型案例如图１．２所示。一??般管道天然气是一种可燃烃类混合物，主要成分是甲烷，且含有乙烷、丙烷等烃??类，还含有少量的硫化氢等非烃组分［９］，其在空气中爆炸极限浓度为５％？１５％。??与常规的固体、液体火灾事故相比，天然气泄漏事故后果一般比较严重，主要有??以下典型特点：１）比空气轻，有风作用下极易大面积扩散；２）天然气管道一般处??于带压工作状态，气体泄漏速度快且往往泄漏量较大；３）遇到明火发生火灾爆??炸强度大，火焰传播迅速，瞬间就会波及很大范围；４）具有窒息作用，当空气??中的浓度达到２５％时，可导致人体缺氧而造成神精系统损害，严重时表现为呼吸??麻痹、昏迷、甚至死亡；５）含硫天然气泄漏会造成人员中毒
往小于?６８９．５?ｋＰａ［４］。??Ｉ??图１．２典型低压管道天然气泄漏案例??管道在天然气输运、储存中，极易因管道腐蚀、设备老化、人为破坏等因素??造成管道破坏［Ｍ］，进而引起高压天然气的泄漏事故，典型案例如图１．２所示。一??般管道天然气是一种可燃烃类混合物，主要成分是甲烷，且含有乙烷、丙烷等烃??类，还含有少量的硫化氢等非烃组分［９］，其在空气中爆炸极限浓度为５％？１５％。??与常规的固体、液体火灾事故相比，天然气泄漏事故后果一般比较严重，主要有??以下典型特点：１）比空气轻，有风作用下极易大面积扩散；２）天然气管道一般处??于带压工作状态，气体泄漏速度快且往往泄漏量较大；３）遇到明火发生火灾爆??炸强度大
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然气储运技术经济分析[J]. 李戈. 中国市场. 2016(36)
[2]中国能源消费结构调整与天然气产业发展前景[J]. 陆家亮,赵素平. 天然气工业. 2013(11)
[3]长输管道事故数据库的对比分析[J]. 黄贤滨,刘小辉,谢守明,叶成龙. 安全、健康和环境. 2012(11)
[4]天然气管道事故分析[J]. 杜艳,谢英,王子豪,刘志成. 管道技术与设备. 2009(02)
博士论文
[1]低压条件下气体射流的燃烧特性与火焰形态研究[D]. 李海航.中国科学技术大学 2014
[2]细水雾与气体射流火焰相互作用的实验与数值模拟研究[D]. 黄咸家.中国科学技术大学 2012
[3]基于蒸汽辅助雾化的气动式细水雾发生方法及灭火有效性模拟实验研究[D]. 肖修昆.中国科学技术大学 2011
[4]细水雾抑制熄灭气体射流火焰的实验研究[D]. 陆嘉.中国科学技术大学 2010
[5]川渝地区含硫天然气管道泄漏事故后果模拟研究[D]. 刘墨山.中国地质大学（北京） 2010
[6]高含硫天然气集输管道腐蚀与泄漏定量风险研究[D]. 章博.中国石油大学 2010
[7]气泡雾化细水雾灭火有效性模拟研究[D]. 黄鑫.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]埋地天然气管道泄漏扩散的模拟研究[D]. 杜美萍.北京化工大学 2015
[2]球罐内气体泄漏扩散特性模拟及可燃区域预测[D]. 傅杰.大连理工大学 2014
[3]复杂地表形态下天然气泄漏扩散的三维数值模拟研究[D]. 李胜利.中国石油大学 2010
[4]管道高压含硫天然气泄漏扩散规律研究[D]. 陈甲.西安科技大学 2010
[5]室内燃气泄漏扩散的数值模拟研究[D]. 薛海强.山东建筑大学 2010
[6]细水雾与油池火相互作用的数值模拟[D]. 魏彤彤.大连理工大学 2007
[7]细水雾灭火过程数值模拟及气动高能灭火机的研制[D]. 范垣霄.浙江大学 2006
本文编号：3598972
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：203 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?２０１５年我国与世界一次能源消费结构图??
图１．２典型低压管道天然气泄漏案例??管道在天然气输运、储存中，极易因管道腐蚀、设备老化、人为破坏等因素??造成管道破坏［Ｍ］，进而引起高压天然气的泄漏事故，典型案例如图１．２所示。一??般管道天然气是一种可燃烃类混合物，主要成分是甲烷，且含有乙烷、丙烷等烃??类，还含有少量的硫化氢等非烃组分［９］，其在空气中爆炸极限浓度为５％？１５％。??与常规的固体、液体火灾事故相比，天然气泄漏事故后果一般比较严重，主要有??以下典型特点：１）比空气轻，有风作用下极易大面积扩散；２）天然气管道一般处??于带压工作状态，气体泄漏速度快且往往泄漏量较大；３）遇到明火发生火灾爆??炸强度大，火焰传播迅速，瞬间就会波及很大范围；４）具有窒息作用，当空气??中的浓度达到２５％时，可导致人体缺氧而造成神精系统损害，严重时表现为呼吸??麻痹、昏迷、甚至死亡；５）含硫天然气泄漏会造成人员中毒
往小于?６８９．５?ｋＰａ［４］。??Ｉ??图１．２典型低压管道天然气泄漏案例??管道在天然气输运、储存中，极易因管道腐蚀、设备老化、人为破坏等因素??造成管道破坏［Ｍ］，进而引起高压天然气的泄漏事故，典型案例如图１．２所示。一??般管道天然气是一种可燃烃类混合物，主要成分是甲烷，且含有乙烷、丙烷等烃??类，还含有少量的硫化氢等非烃组分［９］，其在空气中爆炸极限浓度为５％？１５％。??与常规的固体、液体火灾事故相比，天然气泄漏事故后果一般比较严重，主要有??以下典型特点：１）比空气轻，有风作用下极易大面积扩散；２）天然气管道一般处??于带压工作状态，气体泄漏速度快且往往泄漏量较大；３）遇到明火发生火灾爆??炸强度大
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然气储运技术经济分析[J]. 李戈. 中国市场. 2016(36)
[2]中国能源消费结构调整与天然气产业发展前景[J]. 陆家亮,赵素平. 天然气工业. 2013(11)
[3]长输管道事故数据库的对比分析[J]. 黄贤滨,刘小辉,谢守明,叶成龙. 安全、健康和环境. 2012(11)
[4]天然气管道事故分析[J]. 杜艳,谢英,王子豪,刘志成. 管道技术与设备. 2009(02)
博士论文
[1]低压条件下气体射流的燃烧特性与火焰形态研究[D]. 李海航.中国科学技术大学 2014
[2]细水雾与气体射流火焰相互作用的实验与数值模拟研究[D]. 黄咸家.中国科学技术大学 2012
[3]基于蒸汽辅助雾化的气动式细水雾发生方法及灭火有效性模拟实验研究[D]. 肖修昆.中国科学技术大学 2011
[4]细水雾抑制熄灭气体射流火焰的实验研究[D]. 陆嘉.中国科学技术大学 2010
[5]川渝地区含硫天然气管道泄漏事故后果模拟研究[D]. 刘墨山.中国地质大学（北京） 2010
[6]高含硫天然气集输管道腐蚀与泄漏定量风险研究[D]. 章博.中国石油大学 2010
[7]气泡雾化细水雾灭火有效性模拟研究[D]. 黄鑫.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]埋地天然气管道泄漏扩散的模拟研究[D]. 杜美萍.北京化工大学 2015
[2]球罐内气体泄漏扩散特性模拟及可燃区域预测[D]. 傅杰.大连理工大学 2014
[3]复杂地表形态下天然气泄漏扩散的三维数值模拟研究[D]. 李胜利.中国石油大学 2010
[4]管道高压含硫天然气泄漏扩散规律研究[D]. 陈甲.西安科技大学 2010
[5]室内燃气泄漏扩散的数值模拟研究[D]. 薛海强.山东建筑大学 2010
[6]细水雾与油池火相互作用的数值模拟[D]. 魏彤彤.大连理工大学 2007
[7]细水雾灭火过程数值模拟及气动高能灭火机的研制[D]. 范垣霄.浙江大学 2006
本文编号：3598972
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