长输天然气管道泄漏扩散的数值模拟
长输天然气管道泄漏扩散的数值模拟【摘要】:随着天然气公用事业的发展以及边远气田的开发,长输天然气管道的里程和规模不断扩大,因此事故的风险也在不断增大。长输天然气管道作为远距离输气的
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE88
【目录】:
- 致谢5-6
- 中文摘要6-7
- ABSTRACT7-12
- 1 引言12-22
- 1.1 研究背景12-13
- 1.2 研究意义13-15
- 1.3 国内外研究现状15-20
- 1.3.1 研究的分类15-16
- 1.3.2 国外研究现状16-18
- 1.3.3 国内研究现状18
- 1.3.4 当前研究中存在的问题18-19
- 1.3.5 未来的发展趋势19-20
- 1.4 本论文的研究难点20
- 1.5 本论文的研究内容20-22
- 2 天然气泄漏扩散理论基础22-34
- 2.1 射流理论基础22-25
- 2.1.1 射流的概念和分类22-23
- 2.1.2 气体射流过程简介23-24
- 2.1.3 天然气管道泄漏的射流特点24-25
- 2.2 天然气泄漏扩散模型基本方程概述25-29
- 2.2.1 连续性方程25-26
- 2.2.2 动量方程26-27
- 2.2.3 能量方程27
- 2.2.4 本构方程27-28
- 2.2.5 理想气体状态方程28
- 2.2.6 压缩因子的计算方法28-29
- 2.3 泄漏源模型及泄漏初速度的计算29-32
- 2.3.1 一般泄漏速率模型29-30
- 2.3.2 孔口泄漏模型和管道泄漏模型30-32
- 2.4 本章小结32-34
- 3 天然气管道在空气中泄漏扩散的分析34-40
- 3.1 天然气管道在空气中的泄漏扩散过程34
- 3.2 天然气管道泄漏扩散的影响因素34-35
- 3.3 长输天然气管道泄漏的特点35-36
- 3.4 长输天然气管道泄漏扩散模拟研究方案36-39
- 3.4.1 工程背景36-37
- 3.4.2 研究方案37-39
- 3.5 本章小结39-40
- 4 长输天然气管道泄漏扩散模型的建立40-54
- 4.1 三维模型的建立40-41
- 4.2 网格的划分41-42
- 4.3 边界条件的选取42-44
- 4.4 湍流模型的对比44-48
- 4.4.1 湍流模型的分类44-45
- 4.4.2 标准κ-ε模型45-46
- 4.4.3 重组化群κ-ε模型46-47
- 4.4.4 可实现κ-ε模型47-48
- 4.4.5 三种κ-ε模型的对比48
- 4.5 模拟参数的选取48-51
- 4.6 模型的验证51-52
- 4.7 本章小结52-54
- 5 长输天然气管道泄漏扩散的影响因素分析54-78
- 5.1 孔径对泄漏过程的影响分析54-59
- 5.1.1 气体喷射速度的比较54-55
- 5.1.2 硫化氢扩散范围的比较55-57
- 5.1.3 甲烷扩散范围的比较57-58
- 5.1.4 孔径的影响58-59
- 5.2 风速对泄漏过程的影响分析59-64
- 5.2.1 气体喷射速度的比较59-60
- 5.2.2 硫化氢扩散范围的比较60-62
- 5.2.3 甲烷扩散范围的比较62-64
- 5.2.4 风速的影响64
- 5.3 泄漏初始速率对泄漏过程的影响分析64-67
- 5.3.1 气体喷射速度的比较65
- 5.3.2 硫化氢扩散范围的比较65-66
- 5.3.3 甲烷扩散范围的比较66-67
- 5.3.4 泄漏初速度的影响67
- 5.4 泄漏口形状对泄漏过程的影响分析67-75
- 5.4.1 气体喷射速度的比较68-69
- 5.4.2 硫化氢扩散范围的比较69-70
- 5.4.3 甲烷扩散范围的比较70-71
- 5.4.4 泄漏口截面速度和组分的比较71-74
- 5.4.5 泄漏口形状的影响74-75
- 5.5 各影响因素的对比分析75
- 5.6 本章小结75-78
- 6 结论与展望78-80
- 6.1 结论78-79
- 6.2 展望79-80
- 参考文献80-82
- 作者简历82-86
- 学位论文数据集86
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