液化天然气泄露扩散模拟

燃气扩散模型

燃气扩散模型燃气扩散模型是一种数学模型，用于预测燃气泄漏后在空气中的扩散情况。

该模型可以帮助人们评估和控制燃气泄漏对周围环境和人类健康的影响。

本文将从以下几个方面详细介绍燃气扩散模型。

一、燃气扩散模型的基本原理1.1 扩散过程燃气扩散是指在不断地分子碰撞作用下，由高浓度区域向低浓度区域传递的过程。

在这个过程中，分子会不断地向四周运动，直到达到平衡状态。

1.2 燃气泄漏当管道或储罐中的燃气泄漏时，会形成一个高浓度区域。

这个高浓度区域会随着时间的推移逐渐向周围扩散。

1.3 扩散模型扩散模型是通过数学公式描述扩散过程的规律。

它可以根据环境条件和泄漏源特征来预测燃气在空气中的传播情况。

二、燃气扩散模型的构建方法2.1 基于物理模型基于物理模型的燃气扩散模型通常是通过对扩散过程中的物理规律进行建模来实现的。

这种模型需要考虑多个因素，如气体密度、温度、湿度、风速等。

2.2 基于统计学模型基于统计学模型的燃气扩散模型通常是通过对大量实验数据进行分析和拟合来实现的。

这种模型不需要考虑太多物理因素，只需要根据实验数据进行预测即可。

2.3 基于计算流体力学（CFD）模拟基于CFD模拟的燃气扩散模型可以更加准确地描述燃气在空气中传播过程。

这种方法需要将空间分割成小块，并对每个小块内部的流动进行数值求解。

三、燃气扩散模型中常用的参数3.1 气体密度气体密度是指单位体积内所含有的质量。

它通常会随着温度和压力变化而变化。

3.2 温度温度是指物体内部分子运动所具有的能量大小。

它会影响气体分子的速度和碰撞频率，从而影响扩散过程。

3.3 湿度湿度是指空气中水蒸气所占的比例。

它会影响气体分子的速度和密度，从而影响扩散过程。

3.4 风速风速是指空气运动的速度。

它会对燃气扩散产生很大的影响，因为它可以将燃气迅速地带走。

四、燃气扩散模型在实际应用中的局限性和改进方法4.1 局限性燃气扩散模型通常只考虑了燃气在空气中的传播情况，而没有考虑到其他因素，如地形、建筑物等。

液化天然气泄漏扩散模型比较

０ｃ．２ｒｔ００７
文章编号：１７ —１３２０）０ — ０３４６３９Ｘ（０７一５００ —０
液化天然气泄漏扩散模型比较＊
黄琴，蒋军成
２００）１０９（南京工业大学城市建设与安全环境学院，南京
摘
要：重气扩散的ＳＡ、ＥＡＩ和Ｆｅｔ型被应用于ＬＧ泄漏扩散实验的模拟过程中，ＬＢＤＧＤＳｌｎ模ｕＮ以
Ｃｙｔｏｏ３和５为例，ｅ对各模型模拟的体积分数随时间的变化与实验值进行了对比，结果表明Ｆｕｎ模ｌｅｔ拟的结果最为接近实验值，ＬＢ模拟结果次之，ＳＡ由于模拟假设风速和风向不变致使模拟结果没有
实验结果所存在的频繁波动。文中最后对各模型的统计误差Ｆ，Ｇ，Ｇ，ＲＥＮＳＢＭＶＭＳ，ＭＥ以及ＦＣＡ２进行了计算，分析结果表明三类模型模拟的结果与实验值一致，结果都偏高，比较而言，ｕｎ但相ｌＦｅｔ

自上世纪８０年代以来，着国外大型的ＬＧ随Ｎ
外大型ＬＧ泄漏扩散现场实验进行模拟对比分析。Ｎ
泄漏扩散现场实验的开展，有关其扩散模型的研究也相继开始发展起来。由于ＬＧ的扩散属于重气Ｎ
的结果更准确。
关键词：ＬＧ；Ｎ液化天然气；拟；模重气；模型
中图分类号：Ｅ８Ｔ８文献标识码：Ａ
ＨＡＧＱｎＪＮｎｃｅｇＵＮｉ，￣ＧＪ－ｈｎＡｕ

基于MATLAB大型LNG储罐泄漏模拟分析

基于ＭＡＴＬＡＢ大型ＬＮＧ储罐泄漏模拟分析李建国１，毛颜波２（１．中国石油大学（华东）机电工程学院，山东省青岛市２６６５８０；２．东北大学资源与土木工程学院，辽宁省沈阳市１１０８１９）摘要：天然气作为清洁能源，日益受到世界各国青睐，天然气液化可以大大节省储存空间和运输成本，但也因此增加了天然气泄漏风险。

概括介绍了国内液化天然气（ＬＮＧ）发展现状，基于ＭＡＴＬＡＢ软件对大型ＬＮＧ储罐泄漏事故后果进行模拟和分析，并依此提出了相关安全对策。

结果表明：ＬＮＧ在泄漏形成蒸气云团并发生扩散时，在拟定的条件下，其扩散范围较广，影响范围很大。

ＬＮＧ泄漏后蒸气云扩散范围随泄漏速率、风速和泄漏点高度增大而增大，因此有必要从多方面制定措施保证ＬＮＧ存储安全。

关键词：ＭＡＴＬＡＢ　ＬＮＧ储罐　泄漏　模拟分析为了优化能源结构，减少污染物排放，实现绿色可持续发展战略，液化天然气（ＬＮＧ）作为清洁高效的能源，在国内得以快速发展，并逐步形成了较为完整的ＬＮＧ产业链体系。

近年来，国内天然气需求量骤升，天然气产量与进口量逐年增加，２０１８年国内ＬＮＧ进口量达到了５４Ｍｔ，同比增长３８．４３％，中国已成为世界第一大天然气进口国。

ＬＮＧ产量和进口量的大幅度增长促进了对大型ＬＮＧ储罐的需求，但ＬＮＧ易燃易爆，一旦发生泄漏并遇到点火源，极易发生火灾、爆炸事故，产生灾难性后果［１２］。

１　ＬＮＧ相关介绍１．１　性　质ＬＮＧ是天然气经过除尘、脱硫、脱水等工序后再经过冷凝加工过程最终形成［３］，其主要组成如表１所示。

表１　ＬＮＧ主要组成Ｔａｂｌｅ１　ＭａｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＬＮＧφ，％ＬＮＧ详细理化性质如表２所示。

ＬＮＧ具有如下危险特性。

（１）燃烧性。

ＬＮＧ主要组分是甲烷，泄漏后会生成大量蒸发气体（ＢＯＧ），遇到火源时，在大空间会发生闪火现象，如果空间狭窄则会发生蒸气云爆炸和火灾事故。

表２　ＬＮＧ理化性质Ｔａｂｌｅ２　ＰｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＬＮＧ（２）低温特性。

燃气泄漏扩散过程的模拟研究

燃气泄漏扩散过程的模拟研究
王国磊，田贯三，增刚，文磊张贾
（山东建筑大学热能工程学院，山东济南２００）５１１
摘要：室内可燃气体泄漏后与空气形成混合气体，容易引发爆燃或爆炸等危险事故，考虑到居民常使用燃气种类有天然气和液化石油气，采用雷诺平均的ＮＳ — 方程，一ｓ湍流模型以及组分输运模型方程，利用ＣＤ技术对Ｆ二者在有限空间内的泄漏扩散过程进行模拟研究，并与实验结果相比较，比分析二者在不同泄漏工况下的泄对
ｅｕｔｎ，ｔｅｓｃｅｒｎｐｒｑａｉｎａｄｃｍｐａｉｎｌｕｄｄｎｍｉｓｔｃｏｏｉｓａｅｕｅｏｎ — ｑａｉｏｈｐｅｉｓｔａｓｏｔｅｕｔｎｏｕｔｔａｉｙａｃｅｈｎｌｇｅｒｓｄｔｕｏｏｌｆｍｅｉａｌｉｌｔｈｅｋｇｎｉｕｉｎｐｒｃｓｆｎｔｒｌｇｓａｄｌｑｅｅｅｒｌｕｇｓｒｃｌｙｓｍｕａｅｔｅｌａａｅａｄｄｆｓｏｏｅｓｏａｕａａｎｉｕｆｄｐｔｏｅｍａ．Ｓｉ — ｆｉｍｕｌｔｄｒｓｈｒｏａｅｔｘｅｍｅｔｌｒｓｌｓａｄｔｅｕａｉｅｆｔｅｌａａｅａｉｆｓｏｎａｅｅｕｓａｅｃｍｐｒｄｗｉｈｅｐｒｎａｅｕｔｎｈｅｒｇｌｒｔｓｏｅｋｇｎｄｄｆｕｉｎｉｉｉｈｄｉｅｅｔｃｎｉｉｎｒｎｌｚｄ．Ｔｈｅｕｔｈｗｈｔａｈｎｔｌｓａｅｏｅｋｇｆｒｎｏｄｔｏｓａｅａａｙｅｆｅｒｓｌｓｓｏｔａｔｔｅｉｉｉｔｇｆｌａａｅ，ｔｅｅｐｏｉｅａｈｘｌｓｖｄｎｅｏｓａｅｓｏａｇｒｕｒａｆＮＧｎＰＧｏａｅａｏｎｄｂｔｍ．Ｉｅｙｓｏｔｔｍｅ，ｔｅＬＰＧｏｃｎｒ — ａｄＬｌｃｔｔｔｐａｏｔｏｎａｖｒｈｒｉｈＳｃｎｅｔａ

液化天然气(LNG)瞬时泄漏扩散的模拟研究

ｔｋｉｔｏｓｄｒｔｗｈｔｅｂｘｍｏｅｓｐｌｓｉｔｅｔｓｎｎｘｍｐｅｉｉｌｔ．ｆｄｎｕｈｔｔｅａｅａｅｎｏｃｎｉｅａｏｎｉｎｎｅｈｏｄｌｉａｐｉｎｈｅｔａｄｏｅｅａｌｓｓｔａｅｉｉｇｏｔｔａｈＩａｄｔｅｈｚ０ｌｅｎｏｄｎｈａ邮ｌ８Ｉｚｏｈｒｉｒｏｅｗｅｅｆｅｅｐｏｉｍａｕｐａｄｔｅｄｓｎｅｔｈｅｌａａｅｐｉｔｈｃｒｖｄｓｒｆｒｎｅｏｈｒｗｎｐ０ｘｌｓｏｎｙｈ￣ｎｈｉｔｃｏｔｅｋｇｏ，ｗｉｈｐｏｉｅｅｅｅｃｓｆｒｔｅｄａｉｕｆ∞ Ⅻ ｆｙｐａｎｇｌｃ
（
ｏｒａｏｓｆＵｂｎＣｎ￣
ａｄｓａｍｒｎｅｔ咖ｔ￣ｉｅｈｏｇＮｎ￣２００）ｎｃｒｇｌｏｍｎ，ｔｎｔｏｃｎｌｙａｊｙｆＴｏ１０９
ＡｂｔａｔＡｅｅａｄａａｏｔｔｅｄ８ｅ８Ｌｓｒｃｇｎｒｌｉｅｂｕｈｉｒｉｐ ∞ ＮＧｉｉｅ，ｃｎｉｅｎｈｎｒｉｍｅｔｄａｎｈＮｄ叩ｓｗｅＮＧｆｓｉｇａｓｇｖｎｏｓｒｇｔｅｅｔｎｎｄｉａｉａｄｔｅＬＧｒｒｈｎＬｌｈｎｔａｉｏｌｎｏｎｎｅｈｔｂｉｉｇｐｉｔｕｄｒｔｅｍｍ０ｓ８ｐｅｓｒ，Ｓｈｔｔｅｉｉａｔｔｓｉｅｅｍｉｅｔｔｉｉ；ｔｅｒＬｙｅｈｍｉｉｄｔｅａｒｉａｓｒｓｕｅＯｔａｈｎｔｌｓｕｓｄｔｒｎｄａｈｓｔｉａｍｅｈｅｇｖｕｄｔ／ｉｙｈｉｓｌｏ

压力对管道天然气泄漏扩散影响的数值模拟

和彻体力矢量 ; u 为速度矢量 ;p 为压力 ; T 为温度 ;
ρ为密度 ; kc 为流体传热系数 ; cp 为比热容 ; ST 为粘
性耗散项 ;cs为组分 s 的体积浓度 ;Ds 为该组分的扩
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气体扩散的模型主要有经验模型、箱模型、相似模型和计算流体力学模型等。而经验模型和箱式模型适用于平坦地形 ,计算流体力学模型则从原理上能够模拟复杂地表对于流动的影响 ,并克服了箱及相似模型辨识和模拟空气卷吸、气云受热时遇到的问题[1 ,2] 。Fluent 是计算流体力学模型软件 , 已广泛应用与污染物扩散研究 ,且模拟结果和风洞实验观测结果吻合[3 ] 。利用 Fl uent 软件 ,刘延雷等[4 ,5 ] 对高压管道氢气与天然气的泄漏进行了数值模拟比较 ,并研究了障碍物对扩散的影响。于洪喜[6] 等对高含硫天然气管道泄漏扩散进行了研究。
通过求解流体动力学控制方程以及一些附加方程
(如湍流输运方程) ,获取研究空间内速度、压力、温
度、浓度等参数信息。针对天然气管道的泄漏 ,本文
采用不发生反应的组分输运模型 ,湍流模型计算有
风条件下不同泄漏压力对天然气扩散的影响。控制
方程如下 :
连续性方程 :
5ρ 5t
+
·(ρu) = 0
(1)
21 2 模拟方法
本文根据场景的对称性 ,建立以泄漏口为中心 , 上、下风向各取 500m ,高度为 1500m 的计算域进行二维非定常态模拟。采用 Gambit 划分非结构网格 ,使泄漏口附近网格比较密集。

浮式液化天然气生产储卸装置重气泄漏扩散模拟分析

第４６卷第５期２０１３年５月
Ｄ０Ｉ１０．１１７８４／ｔｄｘｂ２０１３０５０１
天津大学学报（自然科学与工程技术版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）
力区建筑物的影响下，生活区背风处会形成低压空腔区，且该区域的ＬＮＧ浓度较高．
关键词：浮式液化天然气生产储卸装置；重气泄漏；堆积理论；低压卷吸理论；计算流体力学
中图分类号：ＴＥ８８文献标志码：Ａ文章编号：０４９３ — ２１３７（２０１３）０５ — ０３８１－０６
ｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋｓ．Ｂｙｕｓｉｎｇｈｅｔｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｌｆｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ（ＣＦＤ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｔｈｅｈｅａｖｙｇａｓｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎａｆｔｅｒｈｅｔｌｅａｋａｇｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｕｐｐｅｒｄｅｃｋａｒｅａｏｆｔｈｅｌｆｏａｔｉｎｇｌｉｑｕｅｉｆｅｄｎａｔｕｒａｌｇａｓ（ＦＬＮＧ）ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｔｏｒ－
ＦＬＮＧ装置甲板上部区域的泄漏扩散模型，并利用计算流体力学（ＣＦＤ）技术对其进行了液化天然气（ＬＮＧ）重气泄漏的扩散模拟，得到了扩散后的区域影响结果，模拟结果满足重气扩散过程的堆积理论和低压卷吸理论．结果表明：

液化天然气站气体泄漏扩散的模拟实验

轴正方向一致。
分别按以下３种情况进行实验：① ３个不同泄漏源位置；② 每个泄漏源位置上分为３个不同泄漏方向；③每个泄漏方向上分别按
人口平均风速＝００５．，０９，１７．８，０５．５．０ｍｓ／进行实验；
３．原始数据与泄漏源条件的说明
代，直到现在该领域的研究还比较活跃。在此期间，开展了若干研究－。－
目国内外对于危险性气体泄漏扩散的研究多集中在不考虑实际条件的理论模型与基本方前程的研究，得出的大多是理论结果，而针对实际条件下天然气等危险性气体在大气风流中泄漏扩散的研究较少。本文采用模拟实验的方法，以天然气为对象，分析液化天然气站气体泄漏扩散的运动以及大气风速和泄漏方向对其浓度场的影响。
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收稿日期：２００６—１０２— ６
作者简介：肖淑衡（９１，女，湖南衡阳人，工学硕士；通讯联系人：梁栋。１８一）
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（００：．ｐｎＩ１１ｎ
中图分类号：Ｔ９１Ｅ９
文献标识码：Ａ文章编号：１７１９２０）０－９－０ — ２（０７２０２４０７００
由于危险性气体泄漏造成惨重损失的报道在国内外屡见不鲜。为了预防此类事故的发生并为事故发生后提供积极补救措施，对危险『气体的扩散作深人的研究是很有必要的。国内关于生危险性气体在大气中扩散的研究报导较少，国外在这方面的研究工作始于２０世纪７８０— ０年