温度梯度作用下室内天然气泄漏扩散浓度场研究
在世界能源危机的大环境下，一种清洁、高效的能源——天然气正逐渐受到人类的青睐，发展天然气工业已经开始成为世界各国节能减排和促进经济可持续发展的共同选择。天然气的开发利用需要管道系统的输送，截止到2006年，我国天然气管线的总长度已经达到了近3万千米。由于城市燃气输配设施常是分布在人口及公共设施密集的区域，一旦发生天然气泄漏事故，将会造成严重的人员伤亡和财产损失。燃气管道泄漏是城市燃气安全事故的主要原因之一，本文着力于天然气泄漏扩散规律的探索，重点在于温度梯度对天然气泄漏扩散的作用机理的研究。
本文所做的工作主要包括以下三部分:从宏观上分析了室内天然气泄漏扩散的影响因素，然后，深入推导各种因素对天然气扩散作用的机理，寻找一一对应的数学关系式，最后，通过数值模拟来验证各种影响因素对天然气扩散作用的趋势，定性地对比各种影响因素对天然气扩散作用的大小，找出对天然气扩散作用权重较大的因素。
①第一部分在分析天然气扩散的影响因素之前，本文重点提出了两个衡量各种环境因素对燃气泄漏扩散影响的权衡因子:扩散初始的扩散速度和扩散稳定后的影响面积，并且提出了两个权衡因子的适用条件。本文第一次将影响室内天然气扩散的因素分为四大项:压力梯度作用、温度梯度直接作用、密度浮升力作用、热力浮升力作用。
②第二部分从公式推导为前文提出的理论寻求依据，将各种影响因素对组分气体扩散作用以数学式子表示出来，重点将影响组分气体扩散的因素用四个数学公式表示，然后用数量级分析，对比各个影响因素对扩散的作用权重，得到结论:扩散项中以组分压力梯度作用项为主，密度浮升力作用项会对压力梯度作用项产生明显的加强或阻滞作用，温度梯度作用项和热力浮升力作用项也会产生一定的影响，影响程度稍微小一些，也不可忽略。
③第三部分通过数值模拟得到结论:温度梯度作用项与浮升力对天然气泄漏扩散速度的影响是相互独立的，并且温度梯度对天然气扩散作用与温度梯度方向相同，即温度梯度对天然气扩散的作用是天然气有向温度高的方向迁移的趋势。对于数量级相同的温度梯度作用项和热力浮升力作用项，热浮升力对天然气扩散的影响程度更强。
天然气;温度梯度;浮升力;压力梯度;浓度场
重庆交通大学
硕士
供热供燃气通风及空调工程
张甫仁
2013
中文
X743
77
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）