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中国土木工程学会燃气分会会刊

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土壤-大气耦合下直埋燃气管道泄漏扩散模拟

论文作者罗宗林1、2,张甜甜1、2,谭羽非1、2,王雪梅1、2,张兴梅1、2,肖榕1、2杂志期数2021年9月刊
关键词土壤-大气耦合;直埋燃气管道;泄漏;管道压力;土壤;数值模拟
作者单位(1.哈尔滨工业大学建筑学院,黑龙江哈尔滨150090;2.哈尔滨工业大学建筑学院 寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室,黑龙江哈尔滨150090)
建立土壤-大气耦合下城市中压天然气管道小孔泄漏扩散的三维数值模型,采用Fluent软件对泄漏天然气在土壤和大气中的扩散过程进行了数值模拟,对比分析了在不同泄漏时间、不同管道压力、不同土壤类型下天然气质量分数的变化规律。研究结果表明:直埋天然气管道泄漏孔水平方向两侧的天然气质量分数大致呈对称分布。随着泄漏时间的增加,土壤中的天然气爆炸下限半径先增大,然后基本保持不变。直埋天然气管道在土壤中泄漏时,泄漏质量流量随时间先迅速增大,而后在微小区间波动,总体波动幅度不大。管道压力对天然气在土壤中的质量分数分布影响较大。管道压力越大,同一时间,土壤中天然气的扩散量越大,爆炸下限半径越大,危险性越高。土壤种类对天然气在土壤中的分布有很大影响,天然气在粉质砂土中的扩散阻力最小,扩散最快,危险性最高,壤土危险性次之,黏土危险性最小。
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