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基于CFD-DEM耦合的埋地输气管道泄漏声场分析

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振动与冲击 2023年第18期42卷 321-331页

作者：王强薛生郑晓亮张磊谢晓贤安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

埋地输气管道泄漏声场产生机理和特性尚不明确,制约着管道泄漏声波检测技术的发展。使用计算流体力学(computational fluid dynamic,CFD)与离散元(discrete element method,DEM)耦合方法分析管道泄漏的气固作用,结合宽频噪声源模型和阵... 详细信息

埋地输气管道泄漏声场产生机理和特性尚不明确,制约着管道泄漏声波检测技术的发展。使用计算流体力学(computational fluid dynamic,CFD)与离散元(discrete element method,DEM)耦合方法分析管道泄漏的气固作用,结合宽频噪声源模型和阵列成像技术进行泄漏声场分析和测试。数值模拟结果表明,泄漏高速喷流冲击土壤致使泄漏孔外部形成空洞,并在泄漏孔和空洞内产生四极子声源。土壤阻隔导致流体速度和湍流动能减小,能量由流体传递至土壤颗粒,土壤颗粒运动速度达到了10 m/s。1 MPa管道内压下,泄漏喷流的最大流速超过1000 m/s,由此产生的气动噪声声压级达到了180 dB。相较于其他方向,泄漏孔向上时空洞更大,流场和声场能量更强。声场成像结果证明泄漏孔与声源重合,基于地面阵列的泄漏检测具有可行性。

关键词：埋地管道泄漏流固耦合气动声学声场成像颗粒运动

大规模埋地CO2管道泄漏过程中的温度场变化

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安全与环境学报 2020年第3期20卷 870-877页

作者：陈国龙闫振汉喻健良闫兴清曹琦刘少荣中石化石油工程设计有限公司山东东营257000 吉林化工学院机电工程学院吉林吉林132000 大连理工大学化工学院辽宁大连116024

化石燃料燃烧产生温室效应明显,为解决这一问题,提出碳捕集利用(CCS)技术。CO2管道运输在CCS技术链中占有重要地位,研究埋地管输安全是重中之重。基于大规模CO2埋地泄漏试验装置开展了高压CO2的泄漏试验。测量了CO2在泄漏口径为1 mm、3... 详细信息

化石燃料燃烧产生温室效应明显,为解决这一问题,提出碳捕集利用(CCS)技术。CO2管道运输在CCS技术链中占有重要地位,研究埋地管输安全是重中之重。基于大规模CO2埋地泄漏试验装置开展了高压CO2的泄漏试验。测量了CO2在泄漏口径为1 mm、3 mm时,泄漏过程中的埋地管道壁面温度、土壤温度分布、干冰球和冻土球的大小。分析了干冰球和冻土球体积增大的过程。结果表明,泄漏过程中泄漏口附近有椭球形的冻土球生成,冻土球内包裹着干冰球。泄漏口径增大,干冰球和冻土球的体积增大,体积增大的速率加快。在泄漏过程中管壁温度先上升后下降最后稳定。泄漏口附近的土壤温度经历了恒定、缓慢下降、温度快速下降和稳定4个阶段。越靠近泄漏口温度越低,泄漏口径越大低温区域越大。

关键词：安全工程埋地管道泄漏二氧化碳干冰球温度分布

红外热成像仪在埋地蒸汽管道泄漏失效分析中的应用

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中国特种设备安全 2021年第6期37卷 68-71页

作者：张翰林吴彩保王杜黄焕东宁波市特种设备检验研究院宁波315000

某埋地蒸汽管道地面上有局部蒸汽泄漏现象,具体泄漏点和泄漏原因不明。本文采用红外热成像仪对该埋地蒸汽管道进行检测,在不开挖、不停气的情况下,检测出了泄漏发生的部位,通过对热成像图像分析及现场实地观察,分析泄漏产生的原因并提... 详细信息

某埋地蒸汽管道地面上有局部蒸汽泄漏现象,具体泄漏点和泄漏原因不明。本文采用红外热成像仪对该埋地蒸汽管道进行检测,在不开挖、不停气的情况下,检测出了泄漏发生的部位,通过对热成像图像分析及现场实地观察,分析泄漏产生的原因并提出后续防护对策。通过该案例,表明红外热成像仪在埋地蒸汽管道泄漏失效分析中取得了成功的应用。

关键词：红外热成像埋地管道泄漏蒸汽

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不同土壤对输气管道泄漏扩散影响模拟分析

石油与天然气化工 2020年第4期49卷 101-108页

作者：金龙陈樑王海燕张昇昆明理工大学公共安全与应急管理学院山东鲁轻安全评价技术有限公司中国石油天然气股份有限公司东北销售大厂分公司

针对埋地输气管道泄漏气体在土壤中的迁移过程,以FLUENT软件为平台,研究了泄漏气体在土壤中的对流扩散规律,得到泄漏后的气体会在管道泄漏口形成椭球形的高浓度区,以浓度差为主要推动力的横向扩散小于以压力差为主要推动力的纵向对流,... 详细信息

针对埋地输气管道泄漏气体在土壤中的迁移过程,以FLUENT软件为平台,研究了泄漏气体在土壤中的对流扩散规律,得到泄漏后的气体会在管道泄漏口形成椭球形的高浓度区,以浓度差为主要推动力的横向扩散小于以压力差为主要推动力的纵向对流,该结论与全尺度试验结论吻合。以甲烷爆炸下限扩散半径与地面甲烷质量分数的变化为尺度,研究了土壤性质包括土壤孔隙率、土壤含水率、土壤密度对气体对流扩散行为的影响,得出土壤孔隙率才是影响气体对流扩散行为的重要因素。模拟所得结论为埋地管道泄漏风险评估、事故应急疏散、管道设计与施工等提供了参考。

关键词：埋地管道泄漏多孔介质气体对流扩散