张欣雨 康建宏 蔡莲 邬锦华 朱继鹏

(中国矿业大学江苏省城市地下空间火灾防护高校重点实验室 江苏徐州 221116)

0 引言

近几年由于人民生活水平提高和环保意识的增强，对天然气的需求量持续增加且呈现以工业带动民用的趋势，大型天然气供应企业数量持续增长[1]，但天然气作为一种易燃易爆气体，在储运过程中极易发生燃烧和爆炸，其中由天然气储罐泄漏而造成的燃烧爆炸事故居多。

近几年国内相关问题逐渐受到重视，叶年年等[2]研究了高压天然气管道泄漏孔口特征，得出孔口越分散扩散进行过程越慢，孔口面积越大则扩散速率越快。黄琴等[3]运用风洞实验验证了Fluent模拟天然气泄漏结果的精确性，且由模拟结果得到近地面处CH4浓度分布。以往的模拟研究中多以风速、泄漏孔口大小为研究对象，获得泄漏过程云图，但很少分析大范围内泄漏气体的精确浓度值及变化规律，据此，本文分析了不同风速及泄漏高度条件下，泄露口下风向直线距离上气体浓度变化规律；考虑扩散过程中换热对气体扩散运动的影响，结合温度截面分析扩散速度矢量的动态变化；并利用CFD-post后处理技术将泄漏变化情况可视化，该模拟结果可为天然气储罐泄漏风险防控提供参考。

1 物理模型及工况

1.1 物理模型

依据实地考察某大型港华燃气企业，工厂内部立式储罐根据容量分类有50、100、150、200 m34种类型。其中以100 m3储量为主要储罐类型，由此确定储罐模型尺寸：外径3.2 m，内径3 m，高为17 m(加底部立架)，内部压力为0.8 MPa，温度-161.5 ℃。……