液化天然气泄漏扩散数学模型分析.pdfVIP

维普资讯 囊 eV lew 液化天然气泄漏扩散数学模型分析 孙 珀 ’，黄 平 1．中国石油新疆油 田公 司安全环境监督 中心 ，新疆克拉玛依 834000 2．北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081 摘要 液化天然气 (LNG)的泄漏扩散已成为安全领域的一个重要研究内容，以LNG蒸气云扩散数学模型的开发进展为对象，详细 分析了用于该类型扩散的经验模型、积分模型、浅层模型、拉格朗 日非线性烟 团模型、计算流体力学 (CFD)模型。研究指出：尽管基 于Navier-Stokes(N—S)方程的模 型在所有模 型中性能最好 ，但用于预测 LNG泄漏扩散时 ，仍有许 多值得改进的地方 ，如要考虑科 里奥利力和气象因素等的影响。最后 。重点针对当基于 N—S方程的CFD模型用于 LNG扩散时需要改进 的地方进行了展望。 关■词 安全科学 ；液化天然气 ；扩散 ；数学模型；进展 中圈分类号 ×16g 文献标识码 A 文章编号 1000—7857(2008)10-0083-434 M athematicalM odelforDispersion 状态下是一种清洁 、无腐蚀、无毒的低温液体 (大约为一160~C)， 但一旦泄漏出来 ．自身将吸收周 围介质的热量迅速大规模气 ofLiguefiedNaturalGasVapor 化 (体积膨胀大约 600倍)，同时将会使周围空气中的水分冷 凝 ．进而形成白色雾状云团。大规模低温天然气云团不仅有 SUNPo。，HUANG Ping 强烈的窒息和冻伤效应 ．而且在合适的浓度下遇到引火源有 1．SupervisionCenterofSafety吼dEnvironment．Xinjiang 引发燃烧和爆炸的危险。低温天然气云团与空气中水分交互 OilfieldCompany,PetroChinaCompnayLimited,Karamay 作用 ，在一定时间和区域 内．其行为特征具有明显的重气扩散 834000,Xi ina gUygurAutonomoli~Re on，China 特点 ，因此其危害远远超过一般正浮力或中性浮力扩散 。研 2．StateKeyLaboratoryofExplosionScienceandTechnology, 究 LNG泄漏后扩散的手段主要有现场实验、物理模拟和数值 BeijingInstituteofTechnoloyg,Beijing100081，China 模拟 ．所有这些手段都是以理论分析和计算为基础的。这 3种 方法互有长短 ，实际研究中最好综合运用，但鉴于数值模拟的 低成本、短时问耗费以及高度可重复性 ．其成为此类研究中被 最广泛使用的方法。数学模型是数值模拟赖以进行的软载体 Al眦 DispersionofLiquefiedNaturalGas (LNG1vaporclouds (相对于计算机硬件而言)．是 LNG泄漏扩散后果定量评价的 hasbeenanimportantresearchfie