论文部分内容阅读
随着21世纪的第二个十年的到来,城市发展也越来越快,作为配套基础设施的燃气行业得到了空前的大发展。但因为燃气管道铺设的方式、燃气管道材质的问题、供气范围的扩大等多方面因素的影响,燃气泄漏事件是很容易产生的。因此无论从对人员的保护还是经济财产的保护的角度,研究燃气的泄漏扩散规律都是相当必要的,这对减小事故引起的各方面损失有重要的意义。本文梳理了现有的燃气扩散理论,比较分析了风向风速、空气温度、大气因素、燃气物理性质及地面条件等等对燃气泄漏扩散过程的影响。同时为了简化Fluent软件的模拟操作,本文中运用了Fluent的程序日志文件,在.NET操作平台上编写了一个针对Fluent的辅助程序,通过该程序实现了对Fluent软件的数值模拟过程的控制,成功在软件界面整合了各项如扩散模型、物理性质等重要参数设置,简单直观的设置之后在后台调用Fluent进行数值计算,并且能在计算收敛后,生成所需要的云图和矢量图进行观察分析。这就能很好的节约使用人员的设置时间和学习成本,并且对燃气泄漏扩散的模拟具有一定的通用性。最后,通过该自制程序对住宅小区内的燃气管道泄漏导致的燃气泄漏扩散的各种扩散状态进行数值模拟,得到了燃气在不同物理性质下、不同室外风速条件下、不同室外风向下以及不同时间段的浓度、速度、压力分布图,并详细分析了之前各种不同条件下,即风向风速、空气温度、大气因素、燃气物理性质及地面条件等等影响下的燃气泄漏扩散规律。得出如下结论:(1)轻质气体不仅受室外风的作用,也受室外空气浮力的作用,会有很明显的向上扩散趋势,而重气受空气浮力影响较小,会向下并且顺风扩散;(2)室外风是有利于泄漏气体的泄漏扩散的,外界风速越大,泄漏源及其附近地带形成的浓度分布越小;(3)障碍物的存在是降低燃气扩散速度的重要因素之一;(4)风向的变化也会改变泄漏燃气原有的流动规律;(5)模拟区域内的燃气浓度与泄漏时间几乎是成线性关系的,在一定的时间段内,泄漏时间越长,燃气的浓度也就越大;(6)在模拟区域内的燃气泄漏过程,首先是一个非稳态的泄漏过程,然后随着泄漏时间的慢慢变长逐渐变成一个稳定不变的状态。