双层管道夹层内泄漏天然气的扩散特性分析.pdfVIP

第 50 卷第 2 期 化　工　设　备　与　管　道 Vol. 50　No.2 2013 年 4 月 PROCESS EQUIPMENT PIPING Apr. 2013 ·管道与管件· 双层管道夹层内泄漏天然气的扩散特性分析 1 1 1 1,2 吴国忠 ，王玉石 ，齐晗兵 ，李栋 （1.东北石油大学土木建筑工程学院，黑龙江大庆　163318；2.哈尔滨工业大学，能源科学工程学院，哈尔滨　150001） 摘　要：建立了双层管道的夹层内泄漏天然气扩散传热模型，采用CFD数值方法，利用FLUENT软件开展了双 层管道天然气泄漏扩散的数值研究，分析泄漏介质温度、泄漏孔直径及管道压差对外管内壁面上温度场的影 响。研究结果表明：（1）随着夹层厚度的增加，泄漏介质温度T对外管内壁面上温度场分布影响逐渐减小。 《 （2 ）随着泄漏孔直径A 的增大，壁面上出现温降的范围变大，温降值变大。（3 ）压差p 越大，外管内壁面上温 度值波动越大。 化 关键词：双层管道；天然气；泄漏；扩散 工 中图分类号：TQ 055.8 ；TH 12　　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1009-3281(2013)02-0055-004 设 [7] 20 世纪70 年代末，国外出现了一种双层管道，备 计入管道瞬态泄漏质量和气体喷 空分布。朱渊等 被称为双包容管道( Double Contain-Ment Piping) 。双 射对扩散的影响；利用 DEM 数据和曲线拟合方法建 与 层管道由于外层的保护作用，天然气只在夹层中扩 立三维地形模型；采用分区域的网格划分方法和近地 管 散，泄漏结果为 “只漏不爆”，起到防爆抑爆的作用。 面网格加密手段划分出全区域结构体网格；使用大涡 国内双层管道在天然气输送过程中应用和研究较少， 模拟对气体扩散过程进行模拟。大部分文献都是研究 道 [8-10] 因此，双层管道的夹层内泄漏天然气扩散过程有待于 大空间的天然气泄漏扩散过程 ，只有少数是对受 》 进一步分析。 限空间天然气泄漏扩散进行研究和分析[11-12] 。国内外 国内外学者对天然气泄漏扩散做了大量研究。 针对现有天然气管道输送形式的研究主要集中在单 [1] Cumber 和Cleaver 结合小尺度物理模型、全面的实 层管道领域，而针对带有层间间隙的双层结构管道的 验、简单的数学模型和计算流体动力学(CFD) 模型 泄漏过程研究较少，并且缺少应用实例。 来研究高压天然气管道泄漏过程的流动情况，预测 在本文中，双层管道的夹层内泄漏天然气扩散过 和验证了大部分气体的泄漏浓度。针对大孔模型的 程物理模型和数学模型，考虑狭小空间冲击