含硫化氢高压天然气管道泄漏的数值模拟

【摘要】： 采用FLUENT软件模拟含硫化氢的高压天然气管道泄漏后的情况,对含硫化氢的高压天然气管道泄漏时天然气的扩散规律进行了研究。静风下,天然气在大气中自由扩散稳定以后,压力、温度、速度和浓度分布基本对称。压力和浓度值在泄漏点处最大;速度分布存在射流核心区,流速在断面上的分布、可视边界的夹角和轴线流速的沿程变化与试验所得结果基本吻合;气体在孔口发生节流正效应,温度降低;喷口附近、喷口垂直向上的区域以及接近地面的整个壁面区硫化氢浓度很高,属于高危险区域;安全区域位于模拟空间两侧边界处,占整个空间的比例很小,模拟空间内的大部分区域都属于危险区域。 单纯甲烷气体与含有硫化氢的天然气的特性差别较大;改变天然气的硫化氢含量,安全空间随着硫化氢浓度的增大而减小。总体来说,在其它参数相同的情况下含硫化氢的多组分天然气扩散时比仅含甲烷的单组分气体更危险。 改变泄漏点孔径,发现天然气在大气中的分布与泄漏孔径的大小有关。模拟空间同一点处的天然气浓度值,随着泄漏孔径的增大而减小。改变风速发现,风的作用在地面附近影响效果不太明显,随着高度的增加,影响效果将不断增强。有风时天然气的喷射发生弯曲,模拟空间内的危险区域随着风速的增大而减小,危险范围中心则随着风向逐渐向下风向移动。改变管道泄漏压力,可以看出整个模拟空间内安全区域随着泄漏压力的变化幅度并不是很大。模拟天然气在泄漏孔处点火后的情况,可得点火后的安全区域比未点火之前扩大了很多,说明对天然气泄漏后点火这一措施可以大大提高泄漏空间的安全系数。 【关键词】：多组分天然气 硫化氢 浓度分布 危险范围 影响因素
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TE832
【目录】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-11
• 第1章 前言11-18
• 1.1 研究背景11
• 1.2 研究的意义11-13
• 1.3 国内外研究现状13-15
• 1.3.1 气体扩散的机理及其应用13-14
• 1.3.2 一些常用的气体扩散模型及其比较14-15
• 1.4 数值模拟软件15-17
• 1.4.1 数值模拟软件概述15-16
• 1.4.2 FLUENT 软件介绍16-17
• 1.5 本文的研究内容17-18
• 第2章 网格的绘制和FLUENT 模型的选择18-24
• 2.1 模拟空间网格的绘制18-21
• 2.1.1 模拟维数的选择18-19
• 2.1.2 网格的形状和划分19-21
• 2.2 模拟的模型选择21-22
• 2.2.1 解算器的选择21
• 2.2.2 湍流模型的选择21-22
• 2.2.3 组分输运模型的选择22
• 2.3 边界条件的确定22-24
• 第3章 FLUENT 初始条件的计算和输入24-47
• 3.1 天然气概述24-25
• 3.2 天然气内硫化氢含量的选择25-26
• 3.3 给定的管道参数26
• 3.4 标准状态下FLUENT 所需各管道参数的计算26-44
• 3.4.1 管道中天然气参数的计算27-38
• 3.4.2 管道参数的计算和设定38-44
• 3.5 初始参数的计算程序44
• 3.6 自定义函数UDF 的编写44-47
• 3.6.1 逆温层的影响44-45
• 3.6.2 大气压力变化的影响45-47
• 第4章 标准状态下的模拟结果及分析47-70
• 4.1 相关基本理论47
• 4.2 模拟结果及分析47-70
• 4.2.1 标准状态下的压力分布图48-51
• 4.2.2 标准状态下的速度分布51-58
• 4.2.3 标准状态下的温度场分布58-61
• 4.2.4 标准状态下的浓度场61-70
• 第5章 不同条件对天然气扩散的影响70-95
• 5.1 气体组分的不同对泄漏的影响70-77
• 5.1.1 不同硫化氢浓度的天然气的算例分析和比较70-71
• 5.1.2 不同硫化氢浓度的天然气泄漏后的速度场分布71-73
• 5.1.3 不同硫化氢浓度的天然气泄漏后的密度场分布73-75
• 5.1.4 不同硫化氢浓度的天然气泄漏后的危险范围75-77
• 5.1.5 关于单组分气体和多组分气体的小结77
• 5.2 不同泄漏孔径下气体泄漏的比较77-87
• 5.2.1 不同泄漏孔径下气体泄漏的压力场分布78-80
• 5.2.2 不同泄漏孔径下气体泄漏后的速度场80-83
• 5.2.3 不同泄漏孔径下气体泄漏后的温度场分布83-85
• 5.2.4 不同泄漏孔径下气体泄漏后的浓度场85-87
• 5.3 风速对扩散的影响87-91
• 5.3.1 不同风速下的压力场分布87-88
• 5.3.2 不同风速下的速度场分布88-89
• 5.3.3 不同风速下的浓度场分布89-91
• 5.4 标准状态下不同泄漏压力对扩散的影响91-95
• 5.4.1 不同泄漏压力下的速度场分布91-93
• 5.4.2 不同泄漏压力下的浓度场分布93-95
• 第6章 管道泄漏后点火燃烧对扩散的影响95-102
• 6.1 火焰模型的选择95-96
• 6.2 PDF 模拟结果及分析96-102
• 6.2.1 prePDF 的计算96-97
• 6.2.2 FLUENT 的预混和燃烧计算97-99
• 6.2.4 预混和燃烧密度场分布99-100
• 6.2.5 预混和燃烧浓度场分布100-102
• 第7章 结论102-104
• 参考文献104-107
• 附录107-117
• 致谢117-118
• 人简历、在学期间的研究成果118

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

新疆油田高含硫化氢区块污染防治措施研究    夏玮;李拥军;黄继红;张金荣;杜雪峰;

便携式气相色谱测定固定源排气中的硫化氢    郭平;李新宇;陈刚才;张旭;罗杰;

硫化亚铁自燃在检修中的危害及预防    宋继勇;彭志林;曾兰芳;

高含硫气藏水平井测试工艺应用实践    宋爱军;赵祚培;杨永华;乔智国;

X60在硫化氢环境下疲劳裂纹扩展速率研究    刘庆刚;郭彦书;沈士明;

生物滴滤塔处理含硫化氢与氨气恶臭气体的试验研究    黄树杰;周伟煌;陈凡植;

川东北高含硫气井井筒硫沉积计算方法分析    范兆廷;张胜涛;刘佳;唐卿;

离子液体在净化CO_2,SO_2,H_2S方面的研究进展    高亮;郭斌;段二红;

三维有序大孔氧化铁脱硫剂的制备    孙婷;樊惠玲;上官炬;刘生昕;陈兆辉;张立;

金属氧化物吸附剂脱硫过程中羰基硫的生成    陈兆辉;上官炬;张立;刘生昕;孙婷;樊惠玲;

肾血管性高血压大鼠中硫化氢体系的实验观察    吴代琴;方颖;

硫化氢对体循环和肺循环血管舒张效应调节作用及其机制    孙燕;杜军保;

溶胶凝胶法制备硫化氢气敏材料(SnO_2)    胡盛华;陈邦林;韩庆平;陆维昌;

电化学溶解-沉淀法回收硫化氢制备氢气和硫化锌的研究    王晓明;汪树军;刘红研;厉建祥;

硫化氢对体循环和肺循环血管舒张效应调节作用及其机制    孙燕;金红芳;杜军保;唐朝枢;

硫化氢对内毒素血症大鼠肺动脉反应性的调节作用及其与NO的关系    戴鸿雁;凌亦凌;黄新莉;杨世方;王秋红;

原位产生的H_2S对二苯并噻吩加氢脱硫反应的影响    相春娥;柴永明;柳云骐;刘晨光;

抑制内源性硫化氢的生成加剧甲醛的神经毒性    方恒荣;唐小卿;

胰岛素生长因子-1对CBS和硫化氢的作用及相关机制研究    孟涛;晏勇;张华;代政伟;

生物膜反应器对硫化氢和甲苯的净化效率比较    郭静;朱珂;黄海耀;刘学欣;

硫化氢可缩小动脉粥样硬化斑块    记者 付东红

硫化氢    孙维生

硫化氢具有重要的生理功能    中国医学科学院药用植物研究所研究员 郭伽

硫化氢    内蒙古民族大学动物科技学院 王亮

油井硫化氢防控安上“警灯”    赵士振　袁滨

巴陵硫化氢处理项目开工    记者 彭展　通讯员 彭森林

工艺不合理 硫化氢致死    时尤

安监总局首次通报施救不当事故    记者 邱美辉

宝钢、珠管合作研发出抗硫化氢直缝焊管    冯文 薛金荣

硫化氢夺命不露声色    卫报

新型气体信号分子硫化氢在大鼠肺缺血再灌注损伤中的作用及其机制探讨    付志方

恶劣环境油井管腐蚀机理与防护涂层研究    张智

硫化氢在大鼠内毒素休克发生发展中的作用及其对一氧化氮和一氧化碳的影响    崔晓辉

纳米锌基脱硫剂室温脱硫效能及再生研究    李芬

多孔介质内超绝热燃烧及硫化氢高温裂解制氢的试验研究和数值模拟    凌忠钱

生物催化氧化法处理H_2S废气的工艺及理论研究    宫磊

再灌注期间应用硫化氢对大鼠缺血—再灌注心肌的保护作用及其机制研究    许言午

含硫化氢气井酸化中的控硫控铁及酸化压裂技术研究    陈红军

硫化氢对血管新生的作用及其机制    蔡文杰

钼基催化剂上的高硫合成气制甲硫醇的研究    陈爱平

冠心病患者及其介入治疗后血浆中新型气体信号分子硫化氢水平变化的临床研究    江海龙

质子型H_2S固体氧化物燃料电池的性能研究    冯凤

钾离子浸渍活性炭脱除低浓度H_2S研究    贾建国

硫化氢对脂多糖诱导离体大鼠肺动脉反应性变化的影响及其与一氧化碳的关系    张晓静

硫化氢对大鼠心肌缺血再灌注损伤的防护作用    常芳

生物滴滤塔处理含H_2S与NH_3恶臭气体的实验研究    黄树杰

正十二碳硫醇的合成工艺研究    田勇

污泥中硫化氢的释放机理及控制研究    高彩霞

低氧、低氧训练对大鼠骨骼肌硫化氢生成的影响    钟无非

废碱脱除酸性气中硫化氢工艺研究    么士平