城市燃气管线泄漏强度实验测定及扩散浓度模拟

摘要

随着城市人口的增加，供气范围的扩大，管网的规模也不断扩充，输配压力不断提高，从而使管网运行的安全问题变得更加突出。由于城市燃气输配系统主要分布于人口和建筑相对集中的区域，一旦发生泄漏将引起火灾、爆炸等事故，会造成严重的人员伤亡和巨大的经济损失，因此无论是从安全因素，还是从经济因素出发，对城市燃气管线泄漏扩散过程进行研究均具有十分重要的意义。
　　为了对城市燃气管线在不同泄漏尺寸下的泄漏强度进行实验测定，搭建了城市燃气管线泄漏强度测定实验台，分别测试在不同泄漏孔径和入口压力下小孔泄漏强度的变化，在入口压力恒定的情况下大孔泄漏强度随泄漏孔径的变化，并对实验结果进行了误差分析。
　　对城市燃气管线在不同泄漏尺寸下的泄漏特征进行了分析，在此基础上分别建立了小孔、管道、大孔泄漏模型，并分别对不同泄漏尺寸下的泄漏强度进行了计算，将实验测试结果与理论计算结果对比分析，证实了在一定误差范围内理论计算值的正确性，同时分析了实验中出现误差的原因。
　　分析气象参数、地理位置、泄漏强度等因素对燃气管线泄漏扩散的影响，通过对泄漏初始时刻的分析，确定了泄漏扩散的定解条件，基于工程流体力学，传质学，热力学理论，建立了泄漏扩散模型，并利用有限容积法对泄漏扩散方程进行了离散，同时运用SIMPLE算法对该模型进行了求解。
　　最后，利用FULENT软件自带的前处理工具箱（Gambit）建立了各种边界条件下城市燃气管线泄漏扩散的几何模型，分别模拟了风速、泄漏强度、地理位置、高大障碍物等条件影响下城市燃气泄漏扩散时速度、压力以及浓度分布情况。
　　本文从实验的角度入手，首先搭建实验台对城市燃气管线的泄漏强度进行实验测定，接着研究了城市燃气管线泄漏扩散过程并运用FLUENT软件对此过程中的浓度场进行了模拟，从而为泄漏发生之后的安全评估提供了参考依据和技术支撑。

目录

城市燃气管线泄漏强度实验测定及扩散浓度模拟

City Gas Pipeline Leakage Intensity Experimental Determination and Simulation of Diffusion Concentration

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.2城市燃气管线泄漏扩散国内外研究现状及分析

1.3本文主要研究内容

1.4本章小结

第2章城市燃气管线泄漏实验台搭建及实验测定

2.1实验方法的比较和选择

2.2实验台的搭建

2.3实验方案及步骤

2.4实验误差分析

2.5本章小结

第3章城市燃气泄漏强度计算与分析

3.1城市燃气管线泄漏结构特征

3.2城市燃气管线泄漏模型的建立

3.3城市燃气管线泄漏模型的求解

3.4实验结果与计算结果对比分析

3.5本章小结

第4章城市燃气泄漏扩散模型的建立于求解

4.1城市燃气泄漏扩散的影响因素

4.2城市燃气泄漏扩散模型的建立

4.3城市燃气泄漏扩散模型的求解

4.4本章小结

第5章城市燃气泄漏扩散的数值模拟

5.1模拟软件的选择和介绍

5.2泄漏扩散几何模型的建立

5.3城市燃气泄漏扩散的数值模拟

5.4本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及其他成果

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哈尔滨工业大学硕士论文使用授权书

致 谢