非均匀混合可燃气云爆炸的数值计算方法

利用计算流体动力学程序进行蒸气云爆炸后果评价是目前流行的方法。鉴于AutoReaGas保守地将气体的浓度分布假定为均匀的化学计量浓度场,导致模拟的气体爆炸后果比实际测量值或事故现场观测值偏大的问题,针对性地对AutoReaGas程序进行了改进:先利用Fluent软件计算出非均匀浓度场,并开发了AutoReaGas软件接口,可以将Fluent软件的计算结果耦合进AutoReaGas软件,把原来均匀分布的浓度场替换成非均匀的浓度场,然后再执行求解器的运算,这样就能得到气体爆炸的温度、压力等变量。将其数值模拟结果与自然扩散型气云爆炸的实验结果进行对比,结果表明:新提出的非均匀混合气云爆炸的数值计算更加符合实验结果,有效地提高了计算精度,也验证了改进计算方法的有效性。在此基础上,应用改进的计算方法及程序对某盐岩储气库地面注采站天然气爆炸的后果进行了实例模拟分析,结论认为:改进的AutoReaGas软件能较好地模拟盐岩天然气地下储气库注采站非均匀混合的高斯气云爆炸。由此进一步扩大了该软件的适用范围。     

盐岩地下储库气体泄漏量的计算方法

为分析评估盐岩储气库泄漏事故灾害,借鉴现有输气管道气体泄漏率计算模型和压力容器泄压模型,提出一种适合于盐岩储库气体泄漏量的计算方法,与典型试验对比验证所提出计算方法的有效性;并以金坛盐岩地下储库为例,分析得到泄漏孔径、运营压力、井管长度对气体泄漏率的如下影响规律：气体泄漏率随着注采井套管破裂孔径的增大而逐渐增大,随着盐岩储气库运营压力的增大而线性增加,并随着井管管长的增大而逐渐减小。另外,应用所提出的模型对盐岩储库的气体泄漏速率和泄漏质量随时间的变化进行评估。     

盐岩地下储气库泄漏的喷射火事故后果定量分析

 为提高盐岩储气库营运的安全性,建立燃气从注采井套管破裂时的稳态泄漏率模型,提出将热辐射模型与伤害概率方程相结合的方法,对盐岩地下储库气体泄漏后可能发生的喷射火的热辐射后果进行研究,并与事故调查数据进行对比验证。研究结果表明,提出的喷射火热辐射危险距离的计算值与已发生的天然气输送管道喷射火事故现场观察的燃烧面积基本一致,计算值与实际观察值的误差都在20%以内。采用该方法对影响盐岩储气库喷射火事故后果的主要因素进行分析,得出喷射火的伤害半径随着注采井管径和运营压力(埋深)的增大而增大。提出的方法可为盐岩地下储库气体泄漏后的喷射火热辐射后果定量评价提供参考。     

充气薄膜对开敞空间气体爆炸试验的影响分析

为分析充气薄膜对开敞空间中可燃气体爆炸试验结果的影响,该文基于10 m半径的半球形氢气/空气混合气体的爆燃试验,采用AutoReaGas分析软件,建立精细化有限体积分析模型。计算结果与试验结果的对比分析表明,该文建立的有限体积模型能够较为真实地反映充气薄膜对气体爆燃过程的影响;试验中薄膜的破裂超压约为0.5 kPa~3 kPa。进一步分析了充气薄膜对1 m3、8 m3、125 m3和1000 m3的氢气/空气、乙炔/空气和甲烷/空气混合气体爆燃超压的影响。结果表明,充气薄膜对爆燃超压的影响随着气体体积、燃烧速度和传播距离的增加而减弱,并据此给出了不同气体爆炸试验中充气薄膜选择的建议。