影响气体泄漏扩散的因素
可燃气体泄漏扩散影响因素的数值分析
ＸＵＥ ｉｑ ａ ｇ，ＺＨＡＮＧ ｎ — ａ ｇ，ＴＩ Ｈａ — ｉｎ Ｚｅ ｇ ｇ ｎ ＡＮ ａ ｓ ｎ，ｅ １ Ｇｕ ｎ—ａ ｔａ ．
（ ｃｏｌ ｆ ｈｒ ａ Ｅ ｅ ｙＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｓ ａｄｎ ａｚｕＵ ｉ ｒｉ ， ｉ ｎ２ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｓｈｏ ｏ Ｔ ｅｍ ｌ ｎｒ ｎ ｉ ｅｉ ， ｈｎ ｏｇＪ ｎｈ ｎｖ ｓｙ Ｊ ａ ５ １ １ Ｃ ｉａ ｇ ｎ ｎ ｉ ｅ ｔ ｎ
第２ 卷 第 ６期
２０ ０ ９拒
山 东 建 筑 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ Ｏ Ｓ Ｆ ＨＡＮ ＤＯＮＧ Ｉ Ｚ Ｊ ＡＮ ＨＵ ＵＮＩ ＲＳ Ｔ ＶＥ Ｉ Ｙ
Ｖ １２ Ｎ ． ｏ ４ ． ｏ６
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１ ２月
２ ０
文章编号 ：６ ３— ６４ ２０ ）６— ５ ８— ６ １７ ７ ４ （０ ９ ０ ０ ５ ０
ｔ ｅ ｋ ｇ ｏ ｅ ｉ ｎ ｄ ｗｎ ｎ ｉ ｅ，ｔ ｅ ｓ ｒｅ ｈ ｓａ ｃ ｅｗｅ ｎ ｌａ ａ ｅ ｈ ｌ ｎｄ ｅ ｐ ｒ ａ ｈｅ ｌ ａ ａ ｅ ｈ ｌ ｓ ｉ ｏ ｗｉｄ ｓｄ ｈ ｈｏ ｒ ｔｅ ｄｉｔ ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｅ ｋ ｇ ｏｅ ａ ｘ ｏ ｎｄ ｔ ｔ ｔ ｅ ｂ ｇ ｅ ｈｅｗｉ ｄ，ｔ ｅ ｍｏｅ ｒ ｐｄ ｌ ｈｅ ｇ ｓ ｄｆｕ ｅ ｎ ｈ ｍａｌｒ ｔ ｅ ｈ ｚ ｒ ａ ｏ ｅ，ｗｈｃ ａ ｈ ｉｇ ｒｔ ｎ ｈ ｒ ａ ｉｌｙ ｔ ａ ｉ ｓ ｓａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｌｅ ｈ ａ ａ ｄ ｓ ｚ ｎ ｆ ｉｈ ｈ ｓ
《燃气安全技术(第3版)》教学课件第2章燃气的泄露与扩散
泄漏燃气温度、密度与大气温度、密度的 差异及风速和泄漏现场各类障碍物的存在， 使泄漏燃气扩散模拟变得十分复杂。
2.2.1泄漏液体的蒸发
1)闪蒸 液体燃气（如液化天然气、液化石油气）的
沸点通常低于环境温度，当液态燃气从压力 容器中泄漏出来时，由于压力突减，液态燃 气会突然蒸发，称为闪蒸。 闪蒸的蒸发速度由下式计算：
κ－气体的绝热指数，双原子气体取1.4，多原子气体取
1.29，单原子取1.66；
M－燃气的分子量kg/mol；
R－气体常数，8.3144J/(mol.k)；
T－气体的温度，K。
当
p0 (
2
k
) k 1
p k 1
时，气体流动属于亚音
速流动，燃气泄漏的质量流量为：
qmG Cdg AP
kM RT
(
k
当Fv<<1时，可认为泄漏的液体不会发生闪蒸， 此时泄漏量按液体泄漏量公式(2.1)计算；泄漏出 来的液体会在地面上蔓延，遇到防液堤而聚集形 成液池；
当 Fv <1时，泄漏量按两相流模型(2.4)计算；
当 Fv =1时，泄漏出来的液体发生完全闪蒸，此 时应按气体泄漏(2.3)处理。
当 Fv >0.2时，可以认为不形成液池。
k
)( 1
p p0
)
2 k
1
(
p p0
)
k 1 k
(2.3)
3)两相流泄漏
在过热液体发生泄漏时，有时会出现液、气两相流 动。均匀两相流的质量泄漏速度可按下式计算：
qm Cd A 2m ( pm pC )
哪些因素影响气体泄漏扩散
哪些因素影响气体泄漏扩散气体泄漏扩散是指气体从高压区域扩散到低压区域的过程。
在许多工业和实验室的应用中，气体泄漏扩散是一项重要的安全考虑因素。
以下是影响气体泄漏扩散的各种因素。
1. 泄漏源及大小泄漏源的大小、形状、位置、泄漏过程中涉及到的气体种类等都会影响气体泄漏扩散。
泄漏源越大，泄漏的速率就越快；泄漏口越小，泄漏的速率就越慢；泄漏源位置越高，泄漏气体受到气体流动的影响越小。
2. 气体性质气体的性质决定了它的分子结构、密度、分子量等特征。
气体越轻，速度越快，扩散范围越广。
气体的相对密度越大，泄漏扩散速度越慢。
不同气体之间的互相作用也会影响泄漏扩散。
3. 周围环境条件泄漏扩散受周围环境的影响很大。
环境温度、压力、湿度、气流速度等都会对泄漏扩散产生影响。
气体泄漏扩散通常在室外进行，因此天气条件也会影响扩散速度。
在风速大或雨天，泄漏气体扩散范围会变小。
4. 空气流动空气流动是气体泄漏扩散的主要因素之一。
空气运动的方向、速度、湍流程度等都会影响泄漏扩散。
有时候，空气运动可能会将泄漏气体向上或向下带动，使其在垂直方向上的泄漏扩散范围变化较大。
5. 时间因素泄漏气体在过去了一定时间之后，由于逐渐稀释和扩散，它的浓度会逐渐降低。
如果在室外，流量越大、泄漏源越高，剩余浓度越小；而在室内，由于通风不良，浓度会逐渐增加。
因此，在进行气体泄漏扩散预测时，时间因素也是非常重要的因素之一。
影响气体泄漏扩散的因素非常多，包括泄漏源及大小、气体性质、周围环境条件、空气流动以及时间因素等。
在进行气体泄漏扩散评估和应急预案编制时，需要综合考虑这些因素，以制定最佳的安全措施。
气体的扩散实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解气体扩散现象及其原理；2. 探究气体扩散速度的影响因素；3. 通过实验观察气体扩散现象，加深对气体扩散规律的理解。
二、实验原理气体扩散是指气体分子在无规则运动过程中，从高浓度区域向低浓度区域移动的现象。
气体扩散速度受温度、压强、分子质量和浓度梯度等因素的影响。
三、实验仪器与药品1. 仪器：扩散管、温度计、压强计、秒表、量筒、酒精灯、镊子、铁架台、玻璃片等；2. 药品：氮气、氧气、二氧化碳、氢气等气体。
四、实验步骤1. 准备实验装置：将扩散管、温度计、压强计等仪器组装好，确保连接牢固。
2. 实验一：观察气体扩散现象（1）取一干燥的扩散管，一端插入氧气瓶中，另一端插入二氧化碳瓶中；（2）打开氧气瓶和二氧化碳瓶的阀门，观察气体扩散现象；（3）记录气体扩散速度，即氧气和二氧化碳混合均匀所需时间。
3. 实验二：探究温度对气体扩散速度的影响（1）将氧气和二氧化碳瓶分别置于不同温度的水浴中；（2）重复实验一中的步骤，观察气体扩散现象；（3）记录不同温度下气体扩散速度。
4. 实验三：探究压强对气体扩散速度的影响（1）将氧气和二氧化碳瓶分别置于不同压强的气瓶中；（2）重复实验一中的步骤，观察气体扩散现象；（3）记录不同压强下气体扩散速度。
5. 实验四：探究分子质量对气体扩散速度的影响（1）分别取氧气、二氧化碳、氢气等气体；（2）重复实验一中的步骤，观察气体扩散现象；（3）记录不同气体分子质量下的扩散速度。
五、实验结果与分析1. 实验一：氧气和二氧化碳混合均匀所需时间为60秒。
2. 实验二：温度越高，气体扩散速度越快。
3. 实验三：压强越高，气体扩散速度越慢。
4. 实验四：分子质量越小，气体扩散速度越快。
六、实验结论1. 气体扩散现象是由于气体分子无规则运动导致的；2. 温度、压强、分子质量等因素对气体扩散速度有显著影响；3. 温度越高，气体扩散速度越快；压强越高，气体扩散速度越慢；分子质量越小，气体扩散速度越快。
天然气高压泄漏
一、泄漏物质在大气中扩散的计算模型1.泄漏物质在大气中扩散的计算模型 如果化学危险物质只是具有易燃易爆性，则发生泄漏后虽然可能产生极为严重的火灾、爆炸事故，但是影响的范围不大，仅局限于厂区内部或临近的区域。
但是，若该物质具有毒性，泄漏后能在大气中扩散，则将造成大范围内的人员中毒事故。
对于毒物在大气中扩散的计算，可以根据下列情形进行。
（1）泄漏危险源瞬时排放的情形 泄漏危险源为瞬时排放时，如果排放质量为Q(kg),则空间某一点在t 时刻的浓度由下式得出：()⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++--=•••••••••••••z y x z y x z y ut x •Qt z y x C 2222222/321exp )2(2),,,(σσσσσσπ (公式3-19) 式中x —下风方向至泄漏源点的距离，m;y,z —侧风方向、垂直向上方向的离泄漏源点的距离，m;u —风速，m/s;σx ,σy ,σz, —分别为x,y ,z 方向的扩散参数； t —扩散时间，s(2)泄漏危险源连续排放的情形若泄漏源为连续排放，泄漏速率为Q(kg/s)时，则空间莫一点在t 时刻的浓度由下式得出：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=••••••••z y z y z y u Q t z y x C 222221exp ),,,(σσσπσ (公式3-20) 式中符号意义同上。
对于扩散参数σy , σz,，这里引用TNO 有关的公式：•ax Q ••by••dz cx Q （公式3-21）根据上述两个大气扩散公式，即可算出有毒气体泄漏后造成的毒害区域。
扩散系数a 、b 、c 、d 与大气稳定条件见表3-1表3-1 扩散参数与大气稳定条件 大气条件 a b c d 极不稳定A 0.527 0.865 0.28 0.9 不稳定B 0.371 0.866 0.23 0.85 弱不稳定C 0.209 0.897 0.22 0.8 中性D 0.128 0.905 0.2 0.76 弱稳定E 0.098 0.902 0.15 0.73 稳定F0.0650.9020.120.67例：某压缩天然气（CNG ，含CH 496.23%）高压输送管的内部绝对压力为2.6Mpa,外界大气的压力位0.1Mpa,管道内径600mm.若管道发生开裂导致天然气泄漏，泄漏的裂口为狭窄的长方形裂口，裂口尺寸为管径的60%，宽为2mm.已知甲烷的爆炸下限浓度为5%。
燃气管道泄漏原因及扩散影响因素分析
燃气管道泄漏原因及扩散影响因素分析摘要：燃气管道泄漏是一个严重的安全问题，可能引发火灾、爆炸和环境污染。
本文分析了燃气管道泄漏的主要原因，包括设备老化、设备损坏、设备安装和维护不当、化学反应以及设备制造缺陷。
同时，本文还讨论了影响泄漏扩散的因素，包括泄漏气体的性质、泄漏率、风速和风向、温度和湿度、地形和建筑物、人口分布以及应急响应能力。
了解这些原因和因素对于采取预防措施、减小风险并提高应急响应能力至关重要，以确保公共安全和环境保护。
通过综合考虑这些因素，可以降低燃气管道泄漏事件的潜在风险。
关键词：燃气管道；泄漏原因；扩散影响因素引言燃气管道泄漏是一项严重的安全隐患，潜在威胁着公众安全、环境保护和社会经济。
为了有效应对这一挑战，了解燃气管道泄漏的原因以及泄漏后的扩散影响因素至关重要。
本文将探讨燃气管道泄漏的根本原因，包括设备老化、损坏、不当的安装和维护、化学反应以及制造缺陷等。
同时，我们还将深入研究影响泄漏扩散的关键因素，包括泄漏率、风速和风向、温度和湿度、地形和建筑物、人口分布，以及应急响应能力。
通过全面了解这些因素，我们可以更好地预防和处理燃气管道泄漏事件，确保公众的安全和环境的可持续保护。
一、燃气管道泄漏的原因（一）设备老化燃气管道系统通常由钢铁、铜或其他材料制成，这些材料随着时间的推移会受到腐蚀和磨损。
设备的老化是导致管道泄漏的一个主要原因。
这种老化过程通常是逐渐的，但如果不得当地维护和定期检查，可能会在管道系统中积聚，逐渐削弱材料的强度和耐久性。
当管道材料变得脆弱并出现裂缝或破损时，泄漏的风险显著增加，可能在不经意的情况下导致严重事故。
因此，对管道系统的老化和材料状况进行监测和维护是确保管道安全的关键步骤。
（二）设备损坏外部力量对管道系统的影响是不可忽视的，尤其在地震活跃地区、大规模施工工程和繁忙交通路线附近。
地震可能导致管道受到振动和位移，增加泄漏风险。
施工活动可能涉及挖掘、振动和机械冲击，可能损坏管道。
哪些因素影响气体泄漏扩散
哪些因素影响气体泄漏扩散气体泄漏扩散是在工业生产、交通运输、环境保护等领域经常会遇到的问题，而理解气体扩散行为对于确保人员安全、保护环境、预防事故产生至关重要。
在实际操作中，影响气体泄漏扩散的因素很多，下面将列举一些。
1. 气体物理状态气体的物理状态，包括气体的密度、分子质量、温度、压力、地形、风速、湿度等等因素都会影响气体泄漏的扩散行为，其中最具代表性的就是流场的结构、湍流程度、湍流尺度和湍流的扰动及其传播。
•气体密度：气体的密度越大，其扩散时间就越短，扩散距离也就越短。
•分子质量：分子质量越大，其速度越慢，扩散效果也就越弱。
•温度和压力：温度和压力越高，气体的分子运动越剧烈，扩散越快。
•湍流程度和尺度：湍流程度越大、湍流尺度越小，气体的扩散效果也就越好。
2. 环境条件不同的环境条件，包括温度、湿度、风速、大气环境等，将会影响气体扩散的速度和路径。
•湿度：湿度会影响气体的质量和体积，从而影响气体的扩散效果。
•温度：高温环境会使气体分子更加活跃，扩散速度加快。
•风速：风力越大，气体扩散距离就越远，扩散速度也会变得更加快速。
•大气环境：气体的泄漏扩散受到大气环境的影响很大。
例如，高海拔地区气压低，扩散效果可能更差。
3. 气体泄漏源的特性不同的气体泄漏源之间，其泄漏速率、泄漏方式、泄漏位置和泄漏管道环境等特性，都会对气体泄漏扩散的影响不同。
•泄漏速率：泄漏速率越快，扩散距离会越远，时间也更短。
•泄漏方式：泄漏方式不同，扩散路线、范围和时间也都不同。
如喷雾、雾气、或某种液体挥发出来的蒸气等。
•泄漏位置：气体泄漏位置对泄漏扩散的影响也有很大不同。
如室内外、密闭空间、开放环境等。
•管道环境：管道环境、管径大小、管道弯曲度或是管道材质等细节因素，也对气体的泄漏和扩散起到了重要的作用。
4. 污染物的特性不同的污染物的化学性质和物理特性也决定了它们在空气中的扩散行为。
•稳定性：稳定性越强，难以因气体扩散而发生变化。
气体扩散知识点归纳总结
气体扩散知识点归纳总结一、气体扩散概念气体扩散是指气体分子在宏观空间中自由运动并逐渐分散的过程。
气体分子在空气中以高速运动，并在空气中随机运动并相互碰撞，从而扩散到周围的空间。
气体扩散是一种热力学行为，会受到压力、温度和浓度等因素的影响。
二、气体扩散规律1. 扩散速率气体扩散速率与扩散物质的浓度梯度成正比，与温度成正比，与扩散物质的粒子大小成反比，也受到外界环境的影响。
2. 扩散距离气体扩散距离与时间成正比，也与扩散物质的分子质量成反比，扩散速率、环境温度和气体分子间的碰撞频率也是影响因素。
3. 扩散速率常数扩散速率常数与扩散物质的性质和环境有关，通常需要通过实验测定。
三、气体扩散过程1. 简单扩散简单扩散是指气体分子通过空气中的空隙和障碍物的间隙进行运动和扩散。
通常是有规则的、均匀的分布。
2. 热扩散热扩散是指气体分子在热量作用下进行扩散的过程。
通常是沿着温度梯度而发生的，热量会导致气体分子的热运动，从而促进扩散。
3. 动力扩散动力扩散是指气体分子在外力的作用下进行扩散的过程，如气体的流动运动或者气体分子的受外力推动。
四、气体扩散实验原理1. 泰勒扩散实验泰勒扩散实验是用来研究气体扩散速率规律的方法，它通过在两个相同的容器中分别装入同一种气体，在一端加入呈阶梯状分布的气体颗粒，并观察气体扩散的速率。
2. 蒸气扩散实验蒸气扩散实验是通过将液态或固态气体物质放入柜子中进行观察，通过观察柜子内部气体浓度的变化，来研究气体扩散规律。
3. 奥斯特瓦尔德扩散实验奥斯特瓦尔德扩散实验是通过在两个容器中装入不同气体，在两端放置燃烧物质观察气体扩散的速度。
五、气体扩散的应用1. 环境保护气体扩散的研究对于环境保护有着重要意义，可以帮助我们了解大气污染物的扩散规律，有助于制定大气污染防治策略。
2. 工业生产气体扩散对于工业生产中的气体传输、分离和混合等过程有着重要的应用价值，能够提高工业生产效率。
3. 医学应用气体扩散还有着医学应用，如用于麻醉气体在呼吸系统中的扩散过程研究，有助于提高麻醉药物的效果和提高患者的手术成功率。
气体泄漏扩散规律演示
气体泄漏扩散规律演示哇塞！你知道气体泄漏扩散是咋回事不？这可太神奇啦！有一天啊，我们学校组织了一场超级有趣的实验，就是关于气体泄漏扩散规律的演示。
当时，整个实验室里都挤满了好奇的小伙伴，大家眼睛瞪得大大的，都等着看这神奇的一幕。
老师先拿出了一个大大的玻璃箱子，就像一个透明的大城堡。
然后呢，在箱子的一角，老师小心翼翼地放了一小瓶会泄漏的气体。
你能想象吗？刚开始的时候，那气体就像一个害羞的小孩子，躲在角落里不敢出来。
可是没过多久，它就开始调皮啦！一点点地往外跑。
我和同桌小明紧紧地靠在一起，眼睛都不敢眨一下。
我问小明：“你说这气体咋就这么不安分呢？”小明摇了摇头说：“我也不知道呀，咱们接着看吧！”随着时间的推移，那气体就像是一群没有纪律的小士兵，到处乱跑。
一会儿这边多一点，一会儿那边多一点。
而且啊，它扩散的速度还不一样呢！靠近泄漏点的地方，气体很快就聚集了很多，就像赶集似的。
老师看着我们一脸疑惑的样子，笑着说：“同学们，这就像你们下课的时候，教室门口一下子涌出来很多人，是不是越靠近门口的地方人越多呀？”我们恍然大悟，纷纷点头。
这时候，气体已经差不多充满了半个箱子。
它的形状也变得奇奇怪怪的，有的地方厚，有的地方薄，就像一幅抽象的画。
我忍不住跟后面的同学说：“这气体扩散得也太没规律了吧！”后面的同学却说：“怎么会没规律，老师肯定会给咱们解释的。
”果然，老师开始给我们讲解啦。
原来，气体的泄漏扩散是受到很多因素影响的。
比如箱子里的空气流动、温度的高低，还有气体本身的性质。
这就好比我们跑步，有的人跑得快是因为身体好，有的人跑得慢是因为没力气。
气体扩散也是这样，有的气体容易扩散，有的就比较难。
最后，实验结束的时候，我心里想：这气体泄漏扩散可真是个有趣又复杂的过程啊！以后我一定要好好学习，弄清楚更多关于它的秘密。
我觉得啊，通过这次实验，让我对科学的好奇心变得更加强烈啦！科学真的太神奇，太有趣啦！难道你不这么认为吗？。
第三章 泄漏与扩散925
第三章 泄漏与扩散
本章学习目标
• 1．了解化工企业中的常见泄漏源。 • 2．熟悉液体、气体和蒸气泄漏的泄漏速率计 算方法。 • 3．掌握液体闪蒸率及两相泄漏速率的计算方 法。 • 4．掌握液体蒸发（沸腾）速率的计算方法。 • 5．熟悉扩散模式及扩散影响因素。 • 6．熟悉高斯模型及扩散系数的计算方法。 • 7．了解重气云扩散的计算方法。 • 8．了解释放动量和浮力对扩散行为的影响。
3.14 6.3510 5 3 . 17 10 A 4 4 苯的密度为： 0.8794 1000 879.4
2
d
3 2
Qm AC 0 2 Pg
3.17105 0.61 2 879.4 1 6.9 105
674kg / s
二、通过储罐上的孔洞泄漏
sat
3-62
式中A----释放面积，m2； Co-----流出系数，无量纲； Pf-----液体密度，kg/m3； p-储罐内压力，Pa； psat——闪蒸液体处于周围温度情况下的饱 和蒸气压，Pa。
•
对储存在其饱和蒸气压下的液体，p一 psat，式( 3-62)将不再有效。考虑初始静止的 液体加速通过孔洞，假设动能占支配地位， 忽略潜能的影响，那么质量流量为：
• 对于空气泄漏到大气环境(pchoked =101.3 kPa)，如 果上游压力比101. 3/0. 528=191.9 kPa大，则通 过孔洞时流动将被遏止，流量达到最大化。在过 程工业中，产生塞流的情况很常见。 • 把式(3-24)代入式(3-23)，可确定最大流量： • M 2 ( 1) /( 1) • (Qm )choked C0 Ap0 RgT0 ( 1) (3-25) • 式中M -----泄漏气体或蒸气的相对分子质量; • To ------漏源的温度，k； • Rg——理想气体常数。
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影响气体泄漏扩散的因素
气温或太阳辐射强弱主要是通过影响大气垂直对流运动而对泄漏气体的扩散发生影响。
大气湿度大不利于泄漏气云的扩散。
地面的地形、地物会改变泄漏气云扩散速度，又会改变扩散方向。
地面低洼处泄漏气云团易于滞留。
建筑物、树木等会加强地表大气的湍流程度，从而增加空气的稀释作用，而开阔平坦的地形、湖泊等则正相反。
在低矮的建筑物群、居民密集处或绿化地带泄漏气云不易扩散；高层建筑物则有阻挡作用，气云会从风速较大的两侧迅速通过。
当泄漏源位置较高时，泄漏气体扩散至地面的垂直距离较大，在相同的泄漏源强度和气象条件下，扩散至地面同等距离处的气体浓度会降低。
若气体向上喷射泄漏，泄漏气体具有向上的初始动量，其效果如同增高泄漏源的位置。
泄漏气体密度相对于空气密度的大或小，分别表现出在扩散中以重力作用或以浮力作用为主。
重力作用导致其下降，地面浓度增加，下降趋势会因空气的不断稀释作用而减弱。
浮力作用在泄漏气体扩散初期导致其上升，地面浓度降低，被空气不断稀释后其上升的趋势减弱。
对于泄漏的高温气体，其浮力作用大小受温度的影响，当其被冷却至大气温度后，浮力作用便会丧失。
了解了各种因素对气体扩散的影响，有利于建立气体泄漏扩散模型，并进一步预测泄漏气体扩散的危险区范围，以制定相应的应急措施。