埋地燃?xì)夤艿佬孤┝坑?jì)算及擴(kuò)散規(guī)律研究.pdf

1、按照《天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》的要求,2015年我國(guó)天然氣消費(fèi)量將達(dá)到2300億立方米,用氣普及率將進(jìn)一步提高。根據(jù)目前中國(guó)天然氣利用政策和天然氣消費(fèi)市場(chǎng)需求,天然氣管道建設(shè)將迎來一個(gè)高潮。由泄漏導(dǎo)致的燃?xì)鈸p失及安全問題,應(yīng)該被加以重視。為了解決好這兩個(gè)方面的問題,對(duì)輸氣管道泄漏量計(jì)算及擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行研究成為目前急需解決的關(guān)鍵課題。本文旨在分析埋地天然氣管道泄漏量大小與原有泄漏量計(jì)算公式的關(guān)系,以及泄漏天然氣經(jīng)土壤滲透后的擴(kuò)散規(guī)律問題,

2、并分析外部條件對(duì)擴(kuò)散規(guī)律的影響。
　　在泄漏量計(jì)算的研究中,引入土壤密度的概念,將土壤分為自然土壤、密實(shí)土壤、結(jié)塊土壤三種類型。測(cè)定三種土壤條件下,不同泄漏孔徑、不同工作壓力下的泄漏量大小,并與非埋地條件下泄漏量以及原有模型理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比,得到密實(shí)土壤埋地時(shí),泄漏量約為未埋地時(shí)的75％~85％,土壤密度較大,處于結(jié)塊狀態(tài)時(shí),前者約為后者的5％左右。
　　在泄漏天然氣擴(kuò)散規(guī)律的研究中,將氣體在土壤中的流動(dòng)理解為滲流理論的范

3、疇。在充分了解達(dá)西定律、多孔介質(zhì)理論的基礎(chǔ)上,通過建立實(shí)驗(yàn)平臺(tái),測(cè)得密實(shí)土壤的內(nèi)部阻力系數(shù)及粘性阻力系數(shù),并測(cè)得土壤孔隙率。
　　以某城鎮(zhèn)典型道路天然氣管道泄漏模型為例,建立物理模型,利用CFD數(shù)值模擬軟件,對(duì)多種工況下的泄漏進(jìn)行模擬,得到甲烷濃度分布圖以及擴(kuò)散速度矢量圖。分析了土壤對(duì)泄漏擴(kuò)散的影響,以及風(fēng)速、溫度、埋地深度等外部條件對(duì)泄漏擴(kuò)散的影響。發(fā)現(xiàn)埋地條件下泄漏天然氣更易聚集,處于較高甲烷濃度的危險(xiǎn)范圍更大。所得結(jié)果可以幫