油粒子模型中扩散系数对油膜扩展影响分析

针对油粒子模型中油膜扩展面积计算不足的问题,运用GNOME溢油轨迹模型模拟平静水面上的油膜扩展行为,与Fay提出的油膜扩展理论公式进行对比分析,剖析了油膜在重力-惯性力、重力-粘性力和表面张力-粘性力三个阶段作用下油膜面积的变化特征。模拟结果表明,在油膜前期自身扩展过程中,重力-惯性力作用对油膜面积扩展影响最大,重力-粘性力影响次之,表面张力-粘性力影响最小。油膜受自身重力、惯性力、粘性力和表面张力作用的平均扩展速率约为186 m~2/s,与扩散系数取为4.2 m~2/s的扩散范围一致。模拟结果为溢油数值模拟经验参数的选取和溢油模型的进一步完善提供理论依据和技术参考。     

珠江口典型溢油事故河口岸线污染数值模拟研究

岸线污染是评估河口海洋溢油事故环境影响的重要方面。针对目前溢油模型对油膜岸边黏附与冲刷过程研究不足的问题,在传统“油粒子”溢油轨迹预测模型的基础上,增加了不同类型的岸边介质对油膜饱和吸附与冲刷的算法,进一步改进和完善河口海洋溢油岸边黏附与再释放过程。应用改进的溢油模型,对1999年3月24日珠江口一次典型溢油事故中油膜的漂移运动轨迹及河口区陆地岸线污染过程进行模拟预测。结果显示,改进后的溢油模型能较好地反映水面油膜与陆地边界的“黏附-冲刷”交互过程,模拟的油膜运动轨迹、抵岸时间与污染岸线长度等主要指标与实际观测结果基本一致。此外,溢油对不同类型河口岸线的影响程度与陆地岸线性质息息相关。陆地岸线不仅决定了油膜在陆地上的黏附总量,还决定了油膜在岸边的滞留时间与污染程度。沙滩具有较大的表面黏附厚度及下渗深度,因此对上岸油膜的滞纳容量最大,占溢油总量约40%;植物滩对溢油滞留周期最长,衰减过程最慢。改进后的溢油模型可为未来珠江口及其他河口海洋溢油事故水面浮油及岸线污染提供有利的定量模拟分析手段。     

码头密度对长江中游典型河段内溢油运移影响数值模拟

为了研究河道码头密度对溢油扩散的影响,以沌口至阳逻河段为例,基于MIKE21水动力及溢油扩散模型开展了局部岸线均匀布置不同密度码头下的多情景溢油模拟,计算得到了河段的水动力条件和溢油行为变化.结果表明:1)各码头密度下水动力变化均表现为工程区上游水位抬高,前沿主流区流速增大、工程区流速减小且其幅度相对更大,水位和流速变幅随码头密度的增大逐渐变缓;2)当上游溢油点不与码头岸线同侧时,溢油扩散受码头影响较小,当溢油发生于码头岸线同侧时,溢油扩散受码头影响不容忽视,尤其当码头密度大于1.25座/km时,工程区内溢油漂移速度将大幅减小,致使油膜滞留时间和油膜面积显著增大;3)取水口等水源保护地上游同岸侧附近不宜修建密集码头、港区.     

海上溢油应急物资调度双目标规划模型

为最大程度降低溢油事故造成的不利影响,提出充分考虑海上油膜漂移特性及溢油点和漂移点对救援物资需求不确定等特点,基于鲁棒优化思想,建立救援应急成本最小、应急时间最短的双目标规划模型,并基于NSGA-Ⅱ算法设计求解方法.结果 表明:决策者可根据自身对溢油事故规模的判断,得到不同应急物资调度方案,为应急出救点的选择和物资调度...     

成品油管道泄漏的环境风险评价

成品油管道一旦发生泄漏事故,将会对沿线河流、居民密集区以及并行管道等产生严重影响。以长庆石化成品油外输管道为例,采用溢油覆盖水面的面积和油膜厚度作为评价指标,对成品油管道泄漏事故对地表水的影响进行定量预测,结果表明:成品油管道大规模泄漏入河时,油膜厚度中度污染,油膜面积较大,将对河流造成较严重的污染。采用事件树法分析了成品油管道事故对与其并行的管道可能造成的影响,事故量化计算结果表明:成品油管道事故导致其并行管道出现泄漏事故的概率为1.1×10-5,出现火灾事故的概率为3.8×10-6。同时提出管道泄漏的风险防范和应急措施,对该类项目环境风险评价有一定的指导作用。     

烧结机尾“电改袋”除尘器数值模拟

针对现有"电改袋"除尘器不易实现在运行中更换滤袋且内部气流分布不均匀等问题,结合某烧结厂190 m2"电改袋"工程实例,提出一种可以在运行中更换滤袋的分室式"电改袋"除尘器结构,并利用CFX软件模拟其流场。结果表明,烟气由进气烟道进入袋室时速度大小和方向均发生突变,大颗粒粉尘受惯性力和重力作用易被中间灰斗捕集,有效减缓粉尘对滤袋的磨损;滤袋底部附近区域和两侧灰斗内的烟气速度分别小于5 m/s和6 m/s,可有效防止滤袋间的碰撞磨损和灰斗二次扬尘;各袋室的烟气流量分布比较均匀,标准差为0.152。     

阴/非离子化学剂与糖脂类生物剂复配对煤尘润湿效果影响*

为解决糖脂类生物表面活性剂润湿性能差的问题,选取4种化学表面活性剂和3种生物表面活性剂,通过对化学表面活性剂与生物表面活性剂的溶液的表面张力、沉降速度和红外光谱分析,研究化学表面活性剂与生物表面活性剂复配对煤尘润湿效果的影响。研究结果表明:化学表面活性剂与生物表面活性剂复配对煤尘的润湿性存在增强作用,且化学表面活性剂润湿性能越强,复配后对煤尘润湿性的增强作用越好,当二者为阴/非组合时这种增效作用更强,当质量分数达到一定值时,影响减弱。单体与复配的表面张力的线性回归模型表明,在对复配表面张力的影响中化学表面活性剂占主要影响因素。其中化学表面活性剂SDS与生物表面活性剂槐糖脂复配时增效作用最好,表面张力最低为23.04 mN/m,煤尘沉降速度最快为7.70 mg/s。     

四面火墙作用下中心油盘燃烧速率研究

为解决在实际溢油事故处理过程中，油膜、燃料、溢油范围及特征将限制就地燃烧法使用的问题，利用多油池火燃烧试验模拟就地燃烧法现场燃烧速率变化特征。首先，利用火旋风发生装置与多油池火模型建立四面火墙燃烧模型；然后，搭建火焰燃烧试验平台，利用现场试验法研究中心油盘高度、燃料体积(油膜厚度)及相邻火墙间距h对中心油盘燃料燃烧速率的影响，最后对所得数据进行拟合分析，探究燃烧速率变化特征。结果表明：相比于单一油池火燃烧，四面火墙条件下中心油池火火焰燃烧更为剧烈；平均燃烧速率与油盘高度呈负相关，与燃料体积呈正相关，相同条件下油盘高度每增加1倍，平均变化率约减小20%;燃料体积每减少一半，平均燃烧速率约减小25%;相邻火墙间距h=16 cm时对中心油盘燃烧速率的促进作用最强，最大可达32.4%。     

防灭火高性能泡沫的试验研究

针对目前煤炭防灭火泡沫存在起泡性能低、稳泡时间短的问题,通过对现有表面活性剂进行复配,获得了泡沫性能良好的新型复合表面活性剂溶液体系。研究了复配体系的表面张力、泡沫性能,以及温度、无机盐离子对二元复配体系SDS/OP-10、SDS/OB-2、SDS/BS-12的起泡性能和稳泡性能的影响,并探讨了其性能变化的原因。结果表明:表面活性剂复配后均具有良好的协同增效作用,在其具有最低表面张力的复配比例下,起泡高度均超过100 mm,稳泡性能由高到低为阴/阳(SDS/OB-2)、阴/两性(SDS/BS-12)、阴/非(SDS/OP-10);泡沫性能最佳的复配体系为阴/阳(SDS/OB-2),在10-2mol/L NaCl存在时,起泡高度达133 mm,泡沫消失速度为0.01 mm/s。     

风作用下街区内重气扩散模拟方法研究

为模拟在风作用下重气泄漏在街区内近地扩散,基于细胞自动机-气团模型对其进行了模拟。宏观层面上将气体视为多个气团的集合,利用细胞自动机构建了重气在风作用下的运动模型。气团特征可表示为模型Qi(珗V0i,xi,yi),影响半径D是基于高斯模型确定的,并用以区分浓度梯度扩散Sd和自由扩散Sf,确定了风在街区内的强度分布,并设定边界接触条件。假设了模拟的市内环境,使用该模型在风速u=0.75m/s状态下模拟氨气扩散,并研究了不同时刻风进入街区对扩散的影响。结果表明:该模型能模拟在给定的稳定风场下的重气连续扩散及其特征;能模拟风在不同时刻通过整个街区对扩散的变化影响及其特征,从而为设计逃生路线和灾害控制提供依据。     

铀尾矿库滩面析出氡在覆土中运移的数值模拟

基于多孔介质模型及CFD方法,数值模拟了铀尾矿库滩面析出氡在覆土中的竖向运移及分布特性。结果表明:影响覆土中流体速度的主要因素是铀尾矿库滩面氡析出通量,覆土中氡通量随覆土高度增加呈指数规律降低;对于同一铀尾矿库滩面氡析出通量(10Bq/(m2·s)),低氡扩散系数(0.5×10-6m2/s)覆土中氡通量要远小于高扩散系数(3×10-6m2/s)覆土中氡通量,达到退役铀尾矿库氡析出通量的限定值0.74 Bq/(m2·s)所需的覆土高度前者为1.27 m,后者为3.45 m,前者仅为后者的36.8%;当覆土氡扩散系数为2×10-6m2/s、铀尾矿库滩面氡析出通量分别为2 Bq/(m2·s)和20 Bq/(m2·s)时,达到退役铀尾矿库氡析出通量的限定值0.74 Bq/(m2·s)所需的覆土高度分别为0.97 m和3.54 m,前者仅为后者的27.4%。     

PFC-APG-SA水成膜泡沫防治油液储运火灾实验研究*

为有效防治油液在储运过程中易发生火灾问题,针对油液储运火灾特点,研发1种PFC-APG-SA水成膜泡沫材料。基于发泡性能、表面张力、pH值和抗烧性能,对复配的8种水成膜泡沫液开展性能测试实验,优选出最佳配方。结合分子动力学模拟,探究复配表面活性剂在模拟体系界面中分子排布作用的微观机理。研究结果表明:新型水成膜泡沫液发泡倍数为9.5,泡沫形态稳固,表面张力为17.521 mN/m,抗烧时间约为784 s,用量小且可以有效抑制油液燃烧;在分子动力学模拟中,复配的表面活性剂分子在油表面排列更为紧密,与油之间的相互作用能绝对值为8 210.238 kJ/mol,相互作用强且结构稳定。研究结果可为水成膜泡沫在油液储运火灾防治中的应用提供一定参考。     

不同隧道坡度与车厢火灾位置情况下烟气蔓延特性研究*

为研究含坡度隧道不同火源位置情况下车厢火灾烟气蔓延特性,采用CFD数值模拟方法,建立全尺寸地铁隧道与列车数值模型,研究车厢不同火源位置情况下火灾烟气纵向温度分布规律,探讨倾斜隧道车厢火源位置对烟气蔓延的影响。研究结果表明:当火灾烟气蔓延处于纵向通风惯性力与热浮力竞争作用控制阶段时,火源位于车厢上游方向时火灾烟气向车厢方向蔓延距离小于火源位于车厢下游方向情况,且随坡度增大,火源位于车厢上游方向烟气逆流长度不断减小,位于下游方向烟气逆流长度不断增大;当纵向通风风速达到2 m/s时,火源位于车厢上下游方向2种情况下,列车车厢方向均无烟气蔓延（逆流长度为0）,此时火灾烟气蔓延将主要由纵向通风控制,隧道坡度无显著影响。     

2011年特别重大事故及职业病事件回顾

2011年6月4日,康菲公司作业的蓬莱19-3油田B平台东北方向海面发现少量不明来源油膜.6月8日,在B平台东北方向附近的一条天然断层发现海底渗油.6月12日,国家海洋局北海分局确认溢油源自蓬莱19-3油田.6月17日,蓬莱19-3油田C平台C20井在钻井作业中发生小型井涌事故,附近海域发现大量溢油.据国家海洋局数据显示,截至8月25日,渤海溢油事故已经造成累计5 500 km2海面遭受污染.我国的海产品受到严重污染,并出现了大量死亡现象,经济损失可能超过10亿元.     

改进DES法和SA模型的发动机喷流影响距离研究

为评估起飞飞机发动机喷流的影响范围及程度,分析后侧穿越方案可行性,在SA湍流模型基础上,结合脱体涡模拟(DES)方法,数值模拟后侧穿越方式下的起飞飞机发动机喷流影响距离;选取热喷状态下的高亚音速喷管模型进行数值模拟,对比模拟结果与文献参考值,验证该方法的正确性和有效性;在此基础上,结合B737-800机型发动机实际边界条件,数值模拟发动机喷流效应,得出B737-800机型发动机喷流的影响距离,并与飞机特性手册对比,验证其准确性。结果表明:用改进的DES方法结合SA模型数值模拟B737-800发动机,可得出喷流在速度44、22及16 m/s时的影响距离,DES方法可较好模拟发动机喷流效应。     

水幕导流体液膜封闭特性数值模拟

为解决水幕液膜所存在的不封闭现象问题,使用FLOW-3D软件,采用RNGκ-ε湍流模型、VOF方法和单相流体模拟水幕导流体液膜流动,应用GMRES方法求解离散方程。通过模拟计算分析"导流体"使液膜达到连续封闭要求的可行性,并分析单宽流量、水箱宽度及导流体间距对液膜流速和厚度的影响。结果表明,通过引入"导流体"可以使液膜达到连续封闭的要求,并根据Nusselt关联式得出了符合自身情况的关联式。     

常用除尘器一般分哪几类

除尘器的型式很多,但基本上可分成干式与湿式两大类。干式的有重力沉降室、旋风除尘器、袋式除尘器、静电除尘器等,湿式的有水浴除尘器、水膜旋风除尘器、自激式水力除尘器、文氏管除尘器等。一般情况下,干式除尘器捕集下来的粉尘便于清理,也容易回收综合利用,所以干式除尘器较便于管理。湿式除尘器的污泥和污水的处理比较复杂,如果维护管理不善,可能造成排水管堵塞,除尘器效率下降等问题,但湿式除尘器通常要比常用的重力及离心作用的干式除尘器效率高。 按作用原理,除尘器可分为如下几类: (1)重力和惯性力作用的除尘器,如沉降室、惰性除尘…     

单液滴介观润湿行为理论模型与动态特征

为从介观尺度考察液滴在固体基面的铺展特性,基于格子玻尔兹曼方法(LBM),在D2Q9物理模型中,通过离散速度和作用力,建立单个液滴动态润湿二维模型;利用上述理论模型,结合解析解,验证模型准确性,进一步引入无量纲参数Bond数,表征重力与表面张力相对大小对液滴润湿轮廓的影响,定量分析气-液界面参数和壁面属性对接触角和铺展系数的影响特征。研究结果表明：终态接触角和铺展系数由固体基面固有润湿属性和表面力决定;势能和表面能的相互转化是液滴实现动态润湿的关键,介观尺度下液滴特征半径不大于25时,液滴越大,终态接触角越小,铺展系数越大,一旦超出区间临界值,终态接触角和铺展系数将趋于定值;固体基面属性越大,则亲水性越强,终态接触角越小,液滴越容易铺展;气-液界面属性的绝对值越大,则表面张力越小,铺展系数越大,润湿效果越好。     

考虑漏孔方向的河道穿越管道溢油扩散规律研究

为了掌握河道穿越管道泄漏后,溢油在漏孔方向和河流速度影响下的迁移扩散规律,建立穿越河道输油管道泄漏扩散的CFD(计算流体动力学)数值模型,利用FLUENT建模并模拟了管道漏孔方向与水平方向夹角呈30°、60°、90°、120°和150°时,不同河流速度条件下溢油在河流中的扩散过程。结果表明,溢油到达水面的时间和水平迁移距离与漏孔角度变化影响不大,而与河流速度关系为正相关,无量纲分析进一步证实了此结论。在此基础上,采用高斯非线性拟合得到了溢油上升时间和水平迁移距离与河流速度和漏孔角度的关系式,其中拟合确定系数大于0.99。结果可为河道穿越管道溢油风险评价和事故应急策略的制定提供一定的理论指导。     

近岸水域船舶溢油应急保障能力评估

为了降低溢油事故对近岸水域造成的影响,提高近岸水域船舶溢油事故应急响应系统的能力,采用结构方程模型,评价船舶溢油应急保障能力。在分析近岸水域船舶溢油应急响应系统影响因素的基础上,构建了船舶溢油应急保障能力评价的指标体系,引入结构方程模型,建立船舶溢油应急保障能力分析的路径模型,分析应急保障变量之间的互动关系及其影响程度,研究其算法,并以实例验证模型的可行性。结果表明,人员保障在溢油应急保障能力中起主导作用,其次是物资保障和技术保障。