顾帅威，滕 霖，李玉星，胡其会，张大同，王财林

（中国石油大学（华东） 山东省油气储运安全省级重点实验室，山东 青岛 266580）

近年来，大量化石燃料的燃烧加剧了全球的温室效应。CO2捕集和封存（CCS）技术被认为是缓解全球CO2排放的最有效方式［1-2］，管道输送则是CCS技术链中的重要一环［3］。CO2具有极强的焦耳-汤姆逊效应［4］，在运行过程中，管道容易发生脆性断裂。高压输送CO2管线一旦发生断裂，会引发难以设想的重大事故。CO2管线开裂后，在管道开裂处会向两端传播一个减压波，管内介质减压波的传播速度和管道裂纹的扩展速度决定了管道裂纹是止裂还是持续扩展［5］。因此，对管内CO2减压波传播特性的研究具有重要意义。

国内外学者已经对CO2管道断裂后的减压特性进行了研究。Jie等［6］建立了CFD-DECOM减压波预测模型，计算了密相CO2及其混合物的减压波传播速度，分析了状态方程及管壁粗糙度等对减压波传播速度的影响，探讨了杂质种类及含量对不同相态CO2减压波的影响规律。Elshahomi等［7］采用Ansys Fluent软件建立了可以计算超临界及液态CO2混合物减压波传播速度的预测模型，分析了杂质种类和初始温度对减压波传播速度的影响。Teng等［8］采用特征线法预测了不同相态CO2的减压波传播特性，并提出了用弹性系数来表征减压波传播速度的方法。Botros等［9］分别基于PR方程和GERG-2008方程，计算了以氩气为主要杂质的CO2混合物的减压特性并与实验值进行对比，发现后者具有更高的精度。由于高压管道断裂的危害极大，国内外对CO2管道断裂后减压特性的研究大多是基于超临界态或密相，而我国的CO2管道多为油气田集输管道，大多以气态形式输送。……