有毒气体泄漏绕障碍物扩散的研究

论文摘要

随着化学工业的发展,生产、贮存或使用的化学危险性气体的种类日益增加,并逐渐趋向容量大型化。其中有毒化学品的泄漏事故是发生频率较高的一种突发性污染事故。研究有毒气体意外泄漏时绕障碍物扩散的浓度分布状况,并研究根据有毒气体浓度不同划分的四种伤害区的分布。将该理论成果对于实际中以指导盛装危险气体的压力容器的安放位置,当意外事故发生时正确引导工作人员紧急疏散具有重要意义。本文采用了FLUENT软件数值模拟有毒气体泄漏绕障碍物扩散的方法,并根据伤害区域的划分对障碍物附近的安全性进行分析。本文基于FLUENT模拟三维瞬态流动的原理,选用标准双方程湍流模型,对有毒气体扩散的不同时段障碍物附近质量分数及安全性分别进行考察,并假设了两种障碍物的形状及一个双障碍物的特例进行研究,从而归纳出有毒气体绕障碍物扩散及伤害区域分布的一般规律。最后运用高斯公式对比FLUENT模拟结果的准确度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究课题的背景
• 1.2 气体扩散的研究概况
• 1.2.1 该领域早期的研究成果
• 1.2.2 关于气体扩散的研究工具概况
• 1.2.3 气体扩散的研究的新进展
• 1.3 本课题的主要研究意义
• 1.3.1 本课题的选题立论
• 1.3.2 本课题的选题目的
• 1.3.3 本课题的现实应用和理论指导意义
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第二章 气体的泄漏与扩散概论
• 2.1 泄漏的分类
• 2.1.1 按泄漏源分类
• 2.1.2 按泄漏源裂口大小分类
• 2.1.3 按泄漏物质的组分分类
• 2.1.4 其他分类方法
• 2.2 泄漏的影响因素
• 2.3 扩散模型的分类
• 2.3.1 非重气云模型
• 2.3.2 重气云模型
• 2.3.3 各种模型的比较
• 2.4 扩散的影响因素
• 第三章 有毒气体泄漏绕障碍物扩散的数值模拟与分析
• 3.1 数值计算模式
• 3.1.1 流体与流动的基本特性
• 3.1.2 流体与流动力学控制方程
• 3.2 数值计算模型
• 3.2.1 数值计算的物理模型
• 3.2.2 数值计算的几何模型
• 3.2.3 计算区域离散化
• 3.2.4 伤害区域的划分
• 3.3 数值模拟结果
• 3.3.1 模型一的模拟结果
• 3.3.2 模型二的模拟结果
• 3.3.3 模型三的模拟结果
• 3.3.4 安全性分析
• 3.4 不同因素对模拟结果的影响分析
• 3.5 研究结论的一般性证明
• 第四章 高斯烟羽模型计算结果与数值模拟结果的对比分析
• 4.1 高斯烟羽模型在本研究中的应用
• 4.2 高斯烟羽模型计算结果与数值模拟结果的对比及分析
• 4.2.1 大气稳定度对高斯烟羽方程因子的影响
• 4.2.2 高斯计算结果与数值模拟结果的对比
• 4.2.3 对比结果的分析
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文的主要工作和结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 作者导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书