天然氣管道泄漏氣云的爆炸危害研究

【摘要】： 隨著高壓長輸天然氣管道的廣泛應用,管道發(fā)生泄漏后發(fā)生爆炸的事故也時有發(fā)生,這種爆炸事故不僅對周圍的環(huán)境造成重大的傷害,從而帶來巨大的經濟損失,而且還會造成重大的人員傷亡,所以對長輸天然氣管線泄漏氣云進行爆炸危害研究,確定危害的范圍,從而最大程度的減小人員傷害和經濟損失,保障人生財產安全顯得尤為重要。本文采用合適的計算模型,對長輸天然氣管道泄漏氣云的爆炸危害進行了研究和分析,主要包括以下幾個方面的研究工作: (1)利用仿真軟件在一定假設的基礎上搭建了輸氣管線穩(wěn)態(tài)泄漏和非穩(wěn)態(tài)泄漏的仿真模型。這種模型可以直觀清楚的看出管線的布置情況,并且較為簡單的解決了泄漏模型的選取問題和泄漏計算過程。 (2)推導了長輸天然氣管道發(fā)生泄漏后,泄漏孔直徑的計算公式。 (3)在氣體動力學和爆炸力學的基礎上,利用能量均勻加入法和人工粘性法計算了開敞空間的爆炸沖擊波,并在此基礎上利用沖擊波的正反射作用推導了外界存在約束時,爆炸沖擊波的計算公式,然后選用了合適的破壞準則,確定了沖擊波的危害范圍,最后分析了各個初始參數(shù)對沖擊波危害范圍的影響。 (4)推導了爆炸火球的熱輻射傷害距離的計算公式,給出了有風條件下射流火焰熱輻射的傷害半徑的計算公式。最后分析了各個初始參數(shù)對爆炸火球和射流火焰產生的熱輻射危害范圍的影響。 (5)通過工程實例對以上的計算求解方法進行了校核。 (6)編寫了名為EHAS(Explosion Hazards Analysis System)的計算程序。 【關鍵詞】：天然氣管道 泄漏氣云 爆炸 沖擊波 熱輻射
【學位授予單位】：中國石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TE88
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-17
• 1.1 概述9-10
• 1.2 爆炸的理論研究10-11
• 1.2.1 爆炸的基本概念10
• 1.2.2 爆炸的破壞形式10-11
• 1.3 可燃氣云的爆炸研究11-15
• 1.3.1 氣云爆炸的基本形式11-12
• 1.3.2 氣云爆炸破壞準則12-13
• 1.3.3 影響氣云爆炸的因素13-14
• 1.3.4 氣云爆炸的研究方法14-15
• 1.4 本文的主要研究內容15-17
• 第二章 氣體泄漏量的計算17-28
• 2.1 前言17
• 2.2 泄漏量的求解17-23
• 2.2.1 模型的建立17-19
• 2.2.2 計算結果的分析19-23
• 2.3 泄漏孔徑的求解23-26
• 2.4 小結26-28
• 第三章 氣云爆炸產生沖擊波的危害研究28-46
• 3.1 引言28
• 3.2 開敞空間的沖擊波計算28-38
• 3.2.1 有限差分方法28-29
• 3.2.2 爆炸基本方程組29-35
• 3.2.3 有限差分數(shù)值計算35-38
• 3.3 存在外界約束的沖擊波的計算38-40
• 3.4 沖擊波的傷害范圍40-41
• 3.4.1 對人員的傷害40
• 3.4.2 對建筑物的傷害40-41
• 3.5 沖擊波傷害范圍計算結果分析41-45
• 3.5.1 開敞空間沖擊波的傷害范圍分析41-43
• 3.5.2 有外界約束的沖擊波的傷害范圍分析43-45
• 3.6 小結45-46
• 第四章 氣云爆炸產生熱輻射的危害研究46-59
• 4.1 前言46
• 4.2 爆炸火球的危害研究46-49
• 4.2.1 爆炸火球熱輻射的產生及傳播46-48
• 4.2.2 爆炸火球的傷害距離48-49
• 4.3 射流火焰的危害研究49-54
• 4.3.1 射流火焰輻射熱的計算49-52
• 4.3.2 射流火焰熱傷害距離的計算52-54
• 4.4 熱輻射的傷害范圍計算結果分析54-58
• 4.4.1 爆炸火球傷害分析54-56
• 4.4.2 射流火焰?zhèn)Ψ治?/span>56-58
• 4.5 小結58-59
• 第五章 可燃氣云爆炸危害的工程實例校核59-65
• 5.1 爆炸沖擊波的危害校核59-62
• 5.2 爆炸熱輻射的危害校核62-63
• 5.3 小結63-65
• 第六章 可燃氣云爆炸危害預測程序的開發(fā)65-73
• 6.1 前言65
• 6.2 EHAS 程序的環(huán)境支持65
• 6.3 EHAS 程序的主要功能模塊65-72
• 6.3.1 氣體泄漏率的計算模塊66-67
• 6.3.2 爆炸沖擊波傷害區(qū)域的計算模塊67-70
• 6.3.3 爆炸熱輻射傷害區(qū)域的計算模塊70-72
• 6.4 小結72-73
• 結論73-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79

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