建筑物条件下埋地天然气管道泄漏扩散数值模拟

作者：张贺; 马贵阳天然气埋地管道泄漏建筑物数值模拟

摘要：针对城镇埋地天然气管道泄漏扩散过程,考虑多建筑物条件下不同组分、不同浓度的气体扩散规律,利用计算流体力学(CFD)软件建立埋地管道泄漏扩散过程的三维物理模型,将环境风场和泄漏速率以用户自定义函数形式引入边界条件中,将模拟过程分为环境风场的稳态模拟和泄漏扩散的瞬态模拟两步,又将泄漏扩散过程分为持续泄漏扩散和管道阀门关闭后的泄漏扩散两个阶段,分析天然气的泄漏扩散规律。结果表明,环境风场的稳态模拟是十分必要的,建筑物附近流场存在三个低速区,建筑物边缘存在较大的速度梯度;天然气的持续泄漏扩散阶段呈现土壤层局限扩散、上游低速区积聚、气云浮升、H 2 S的沉积扩散等特征,在阀门关闭后的阶段呈现气体扩散延续性、气云由上而下消散等特点;在本文工况条件下,H 2 S比CH 4的扩散范围大,消散时间晚,危险性更大。

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