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埋地掺氢天然气管道泄漏扩散数值模拟研究
1
作者 彭善碧 罗雪 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期63-69,共7页
为减少掺氢天然气在输送过程中因泄漏引发的安全问题,基于流体力学及多孔介质理论,采用Fluent软件建立城市埋地掺氢天然气管道泄漏扩散的三维数值模型,分析掺氢比例、泄漏孔径、管道压力、管道埋深和土壤类型等因素对掺氢天然气泄漏量... 为减少掺氢天然气在输送过程中因泄漏引发的安全问题,基于流体力学及多孔介质理论,采用Fluent软件建立城市埋地掺氢天然气管道泄漏扩散的三维数值模型,分析掺氢比例、泄漏孔径、管道压力、管道埋深和土壤类型等因素对掺氢天然气泄漏量及甲烷、氢气爆炸下限竖直方向上扩散距离的影响。结果表明:掺氢比例越大,掺氢天然气泄漏量越小,甲烷爆炸下限等值线扩散至地表所需时间越长,而氢气则相反;泄漏孔径10 mm时的泄漏量约为孔径5 mm时泄漏量的2倍,泄漏孔径20 mm时的泄漏量约为10 mm时泄漏量的2倍,且泄漏孔径越大,甲烷和氢气的爆炸下限等值线到达地表所需时间越短;管道压力越大,掺氢天然气泄漏量越大且扩散速度越快,危险系数越高;管道埋深1.1 m泄漏量最大,其次为1.4、0.8 m,埋深越浅,甲烷和氢气的爆炸下限等值线到达地表所需时间越短;土壤类型对掺氢天然气的泄漏扩散有重要的影响,土壤类型为粉质砂土时,掺氢天然气泄漏量及扩散速度最大,其次为壤土,最后为黏土。 展开更多
关键词 掺氢天然气 管道 泄漏扩散 数值模拟 泄漏量 扩散距离
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油气管道组合缺陷漏磁检测信号数值模拟研究
2
作者 莫丽 雍浩 +1 位作者 李长俊 陈超 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期5-10,共6页
为解决管道组合缺陷之间漏磁检测信号互相干扰,难以识别的问题,采用有限元方法建立仿真模型,研究管道内外、不同形状缺陷以及内外组合缺陷邻近情况下的漏磁场检测信号规律。研究结果表明:管道缺陷的漏磁检测信号在其轴向和径向分量上均... 为解决管道组合缺陷之间漏磁检测信号互相干扰,难以识别的问题,采用有限元方法建立仿真模型,研究管道内外、不同形状缺陷以及内外组合缺陷邻近情况下的漏磁场检测信号规律。研究结果表明:管道缺陷的漏磁检测信号在其轴向和径向分量上均存在显著差异;组合缺陷的检测信号存在相互干扰且具有一定的叠加性;当缺陷深度约为管壁厚的10%、25%、40%时,轴向信号干扰距离分别约为缺陷长度的1倍、2倍、3倍,径向信号干扰距离均约为长度的4倍,组合缺陷径向信号的互相干扰程度大于轴向信号,缺陷深度对轴向信号的影响大于径向信号。研究结果可为油气管道组合缺陷的识别提供理论依据。 展开更多
关键词 安全工程 漏磁检测 组合缺陷 有限元 干扰距离
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天然气输气站工艺管线流致振动分析及控制研究
3
作者 岑康 温韵巧 +3 位作者 魏星 李浩然 韩宗芷 李佳忆 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第16期278-283,共6页
针对某天然气输气站调压器后工艺管线出现的强烈振动现象,现场测试了实际运行工况下关键部位的振动参数。结合振动源激励频率、管线固有频率以及各测点的测试数据与频谱特性,对管线振动原因进行了分析,提出了减振优化方案,并对整改后管... 针对某天然气输气站调压器后工艺管线出现的强烈振动现象,现场测试了实际运行工况下关键部位的振动参数。结合振动源激励频率、管线固有频率以及各测点的测试数据与频谱特性,对管线振动原因进行了分析,提出了减振优化方案,并对整改后管线的减振效果进行了评价。研究结果表明:管线振动位移最大峰峰值为0.76 mm,振动速度最大峰峰值为44.84 mm/s,均已超过最大许用值;管线响应频率与振动源激励频率、管线固有频率均为12.5 Hz,振动源激励频率与管线固有频率重合激发共振是该站管线强烈振动的根本原因,振动激励源主要来自调压阀出口天然气的压力脉动;新增调压阀T2管路并利用其对原调压阀T1管路进行分流,振动源激励频率由12.5 Hz降低至8.5 Hz,完全避开了共振区,减振效率达到62.4%~77.2%,有效地解决了管线强烈振动问题。 展开更多
关键词 输气站 工艺管线 流致振动 共振 减振控制
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车载储氢瓶泄漏及车库内通风方式研究 被引量：4
4
作者 何静 刘宏波 +1 位作者 魏列 岑康 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期181-188,共8页
为研究车库内燃料电池汽车氢气意外泄漏后的浓度分布情况,采用ANSYS软件,通过分析可燃性气体体积、水平方向和垂直方向氢气的扩散分布、不同泄漏位置氢气的扩散情况,研究6种不同通风方式对氢气意外泄漏扩散分布的影响,针对车库内氢气泄... 为研究车库内燃料电池汽车氢气意外泄漏后的浓度分布情况,采用ANSYS软件,通过分析可燃性气体体积、水平方向和垂直方向氢气的扩散分布、不同泄漏位置氢气的扩散情况,研究6种不同通风方式对氢气意外泄漏扩散分布的影响,针对车库内氢气泄漏的特性,在通风方式上引入侧墙底部送风和侧墙顶部送风方式。研究结果表明:底部送风能显著加快氢气的扩散和排出。垂直高度上氢气浓度分布不均,侧墙顶部送风能使顶部堆积的氢气向下扩散,降低最大气体浓度;在墙角泄漏会由于墙壁的影响导致氢气堆积,对墙角局部通风尤为重要。研究结果可为氢燃料电池汽车专用车库的通风设计提供重要参考。 展开更多
关键词 氢气泄漏 数值模拟 车载储氢罐 通风工程
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掺氢天然气长输管道泄漏扩散规律数值模拟 被引量：1
5
作者 彭善碧 罗雪 杨林 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期44-52,59,共10页
目的 探究多因素耦合下掺氢导致的天然气长输管道泄漏扩散规律。方法 以西气东输二线工程为研究对象,采用Fluent软件建立管道二维平面泄漏扩散模型,通过单因素和多因素耦合分析掺氢比、泄漏孔径、风速和大气温度对掺氢天然气泄漏扩散的... 目的 探究多因素耦合下掺氢导致的天然气长输管道泄漏扩散规律。方法 以西气东输二线工程为研究对象,采用Fluent软件建立管道二维平面泄漏扩散模型,通过单因素和多因素耦合分析掺氢比、泄漏孔径、风速和大气温度对掺氢天然气泄漏扩散的影响。结果 随着掺氢比增加,甲烷扩散区域的质量分数和宽度减小,而氢气则相反;随着泄漏孔径增大,掺氢天然气扩散的质量分数和范围增加;随着风速增加,掺氢天然气泄漏后扩散的质量分数增加,且分布逐渐向下风向偏移,而扩散高度减小;大气温度对掺氢天然气泄漏扩散的影响不显著。不同因素对掺氢天然气管道泄漏扩散范围的影响程度为:泄漏孔径>风速>掺氢比>大气温度。结论 4种影响因素中,泄漏孔径对掺氢天然气管道泄漏扩散的影响程度最大,因此应重点防范掺氢天然气管道因腐蚀等因素引起的管道开裂、穿孔引起的泄漏。 展开更多
关键词 掺氢天然气 长输管道 泄漏扩散 数值模拟 多因素耦合
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沟槽结构对质子交换膜电解池性能的影响 被引量：1
6
作者 刘瑗玥 刘宏波 +2 位作者 何静 韩佳欣 陈涛 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期703-712,共10页
质子交换膜水电解(PEMEC)是极具发展前景的水电解制氢技术,但其发展受到成本与能耗的限制。为了有效改善质子交换膜电解池阳极通道内热量传递和气液两相传递能力并提高电解性能,对电解池通道壁面结构进行研究。基于电化学原理、传质传... 质子交换膜水电解(PEMEC)是极具发展前景的水电解制氢技术,但其发展受到成本与能耗的限制。为了有效改善质子交换膜电解池阳极通道内热量传递和气液两相传递能力并提高电解性能,对电解池通道壁面结构进行研究。基于电化学原理、传质传热理论,建立了三维非等温质子交换膜电解池单通道模型,对电解池阳极通道速度、温度以及气液两相分布等方面进行分析,研究了仿生沟槽和常规沟槽对电解池热质传递以及电化学性能影响。结果表明,(1)电解池阳极通道中加入沟槽对电解池流体速度、热质传递性能及电化学性能均有不同程度优化;(2)仿生曲面沟槽相较于常规几何沟槽,对电解池各方面性能的优化效果更加显著,仿生曲面沟槽与三角形和V形沟槽相比,阳极通道传热系数分别提高10.8%和28.2%,液态水和氧气最大传质速率相对优化率达到47.0%和83.3%;(3)沟槽间距会影响通道流体扰动程度,扰动次数和沟槽数目呈正相关,当通道长度一定时,沟槽间距越小,扰动越频繁,电解池通道流体速度增大,电解池整体性能提升。研究结果可为质子交换膜电解池的设计提供一定参考。 展开更多
关键词 质子交换膜电解池 电化学 仿生结构 沟槽 两相流 传热传质
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