危险气体的近场泄漏溯源研究
生产生活中会大量使用到危险化学物质，其中气态或气体加压后的液态是较为常见的存在形式。它们一旦发生泄漏，会直接威胁周围人员的生命和财产安全，亦会对环境造成巨大的破坏、引起社会恐慌等问题。而泄漏的前兆往往是微泄漏或者逸散性泄漏，这些泄漏难以发现且不会造成直接影响，往往会被人忽视。泄漏溯源是化学品泄漏事故处理的重要前提，实现快速泄漏溯源，于最短时间内准确定位微泄漏或者逸散性泄漏的泄漏源点是防止泄漏的必要手段。本文首先介绍了危险气体泄漏后在大气中的扩散规律，总结了研究扩散规律所使用的研究方法，以及基于扩散规律所开发的溯源方法。本文的研究，旨在使用合理的研究方法研究轻质气体和中性气体发生微泄漏或逸散性泄漏时在近场范围内的一般扩散规律，填补危化品安全领域所需的实验观测，进而基于规律开发模型，为溯源提供理论依据。 本文设计了全尺寸实验并结合风洞模拟方法，在室外研究了在自然风影响下的中性气体乙烯发生逸散性泄漏后的近场扩散规律；在室内搭建可以控制风速的全尺寸风洞，研究了在非严格连续但风速风向不变的风矢量影响下，轻质气体氨气发生微泄漏后在近场内的扩散规律。发生近场泄漏中，浓度会向泄漏源的下风向聚集，连续的泄漏可以看作连续的高斯烟团扩散，这些烟团沿着一条先单调递增，再单调递减，单调递增时呈“S”型的曲线，向着下风向运动。 基于所发现的规律，本文通过曲线数据分析拟合等方法，研究了描述非稳态扩散过程的近场扩散模型。为了使单风向模型在针对风矢量不断变化的环境中的溯源保持准确性，研究了一种针对风矢量变化的采样方法，优化了溯源过程，降低了溯源成本。通过该方法分析自然风影响下的乙烯泄漏实验数据，复现了在某个风矢量影响下的烟团，一定程度上证明了该采样方法的可行性。
危险气体;泄漏溯源;扩散规律;风向运动;烟团特征
北京化工大学
硕士
机械工程
张建文;刘永健
2022
中文
TQ086.52
2022-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）