发射燃气扩散过程数值模拟及安全性分析

目的研究发射燃气扩散过程及对附近安全的影响。方法以CFD方法建立发射阵地气体扩散数学模型,空间内的湍流采用RNG k-ε湍流模型,结合FLUENT软件,对某燃气发生器产生的有毒气体的扩散过程进行数值模拟。以氯气为标的物,计算不同风速、地形影响下氯气的扩散过程,分析风速、山地对氯气扩散速度、距离、覆盖范围、浓度变化的影响。结果山顶发射时,风速越大,氯气的扩散速度越快,覆盖范围越广,最大扩散距离为249 m;山底发射时,在相同风速下,氯气的扩散距离、扩散速度均小于山顶发射时,最大扩散距离为221 m。山地对氯气扩散的影响主要是减缓氯气团的运动速度,减小氯气的影响距离,在山地的迎风面与背风面氯气浓度较高。结论不同风速和起伏山地对氯气扩散会产生较大影响,采用该分析方法可以归纳出有毒气体扩散及影响范围的一般规律。     

跨区域气象环境污染扩散数值模拟分析研究

提出一种基于数值模拟的跨区域气象环境污染扩散特征分析方法,在给定假设条件下,构建了跨区域气象环境污染扩散空气流场模型、浓度场模型、大气层结模型和大气位温模型;基于所建模型,应用区域边界层模式对跨区域气象环境污染扩散特征进行了数值模拟,采用Pasquill-Turner法对大气状态稳定程度进行判断和等级划分,即根据模拟区域太阳高度角数据、风速信息和云量参数等对大气状态稳定程度进行分类,计算模拟区域混合层高度,即可得到跨区域气象环境污染扩散特征。同时数值模拟实验,得出了风速大小和障碍物有无,以及障碍物大小对跨区域气象环境污染扩散的影响情况,并找到了影响跨区域气象环境污染扩散的主要因素。     

建筑扰动条件下大气流动与扩散的CFD模拟

用FLUENT模式对中性大气、单个建筑的气流扰动情况进行模拟,并以风洞试验数据检验模拟效果;将模拟方法应用于类似城市建筑阵列条件的大气污染扩散问题,并且与现场示踪试验比较. 结果表明:FLUENT对建筑扰动条件的平均风场模拟效果良好,FAC2(模拟值与试验值之比在0.5~2之间的比例)在水平与垂直风速下分别达到77.9%与61.0%;对湍流特征量的模拟偏差稍大,K(湍流动能)虽总体偏小,但FAC2仍达到了54.6%. 选择湍流闭合的标准K-ε(ε为湍流动能耗散率)方案、重整化群K-ε方案和雷诺应力模型方案对结果的影响均不大. 采用FLUENT模拟了类似城市街区建筑阵列条件的大气扩散个例, 模拟结果反映了建筑扰动导致的扩散烟流轴线相对于平均风向的非常规偏移,并且扩散浓度与示踪试验结果相符较好,下风向32与63m处的侧向模拟浓度峰值的相对误差分别为72.5%与36.9%. 相比于高斯模式ISC3,FLUENT对复杂建筑阵列条件的扩散模拟结果更符合实际,如污染物向上风向扩散以及在建筑物周围堆积与绕流的现象. FLUENT扩散模拟还显示:近源处相邻建筑街道峡谷中的最大浓度沿下风向“阶跃”式减小,排放源所在街道峡谷中的最大浓度可比相邻街谷中的高几倍甚至1个数量级以上.      

基于ALOHA软件的氯乙烯储罐泄漏事故模拟与分析

采用ALOHA软件考查泄漏孔径、风速、泄漏位置对氯乙烯储罐泄漏造成的有毒气体扩散及火灾爆炸事故后果的影响情况,定量给出事故影响范围,并分析不同事故场景对储罐下风向1km处敏感点的影响情况。结果发现氯乙烯储罐泄漏导致的有毒气体扩散和BLEVE事故可能会对该处人员造成伤害。针对氯乙烯储罐泄漏事故可能造成的严重后果,进一步使用鱼刺图对储罐泄漏事故的原因进行分析,从而为事故的预防提供参考。     

化工厂火灾-泄漏耦合作用下氯气扩散的数值模拟

为研究化工厂火灾和有毒气体耦合作用下的气体扩散规律,采用FDS软件分别对某化工厂氯气泄漏、火灾和火灾-泄漏耦合条件下的氯气泄漏扩散进行了数值模拟,研究了火源功率、氯气泄漏时间等参数对环境温度和氯气浓度分布的影响规律。结果表明:化工厂氯气泄漏条件下,氯气主要在风的作用下沿着地面快速向下风向扩散;火灾条件下,厂房内的温度主要是以火源为中心随着距离的增加逐渐降低;而火灾-泄漏耦合条件下,氯气的泄漏扩散和火灾温度场都会发生显著的变化,一方面火灾产生的高温和热气流会使一部分原本沿着地面扩散的氯气在火源上风向附近向上扩散,同时下风口的火灾对氯气的扩散具有一定的阻隔作用,会减缓氯气向出口处扩散,另一方面泄漏出来的氯气会吸收空气中一部分热量从而降低泄漏口附近的温度。该研究结果可为化工厂危险区域的划分及事故救援提供参考。     

液化石油气球罐泄漏扩散的数值模拟

利用流体力学Fluent软件,对液化石油气球罐区泄漏扩散进行了数值模拟,主要研究不同风速和不同形状障碍物存在条件下扩散流场的变化规律。结果表明:风速影响扩散方向、距离、浓度以及扩散平衡时间;障碍物的存在改变了常规扩散轨迹、空腔区浓度积聚,且不同曲率的障碍物在介质扩散过程中所承受的外压不同。该研究结果对球罐区安全事故救援具有指导意义。     

小洋口附近污染物的扩散输运计算

应用水动力数学模型对江苏省如东县小洋口附近海域水质因子COD进行扩散场的模拟.模型采用正交曲线网格对整个计算区域进行剖分,对大、小潮情况下的流速、潮位及扩散场进行了研究,并利用排放口附近的现场实测水文资料进行验证.结果表明:水动力模拟结果与实测资料吻合较好.在大、小潮时各个阶段中,流速与流向对COD的迁移扩散起着决定作用,且小潮落憩时刻污水的影响范围最大.     

建筑间距对大气流动及输移特性影响的模拟研究

采用修正的k-ε湍流模型对不同建筑间距情况下的大气流场、污染物浓度场进行模拟研究。模拟研究结果表明,气流遇到建筑物发生绕流,风速为3m/s的气流在建筑物附近的最大抬升速度达到1.98m/s,气流绕过建筑物后湍动能增强,建筑物后污染物的扩散区域变大;建筑物的布局对气流流动和污染物浓度分布有着很大影响,在不同建筑间距情况下,建筑物尾流区的流场形态有着明显的不同,尾流区内污染物的分布也存在差别。研究结果对认识多个建筑物附近的气流和污染物分布有重要意义。     

事故性泄漏的有毒气体的风险性评价

针对有毒气体发生事故性泄漏时具有瞬间性的特点,选取适宜的烟团扩散模式,在多种气象条件下,对有毒气体地面浓度的分布状况进行了预测研究.结果表明:有毒气体有害浓度分布区域与泄漏发生后、事故发生时的气象条件有关.     

奥里油漂移扩散特性的实验及数值模拟研究

奥里油是我国目前大量进口的一种新型燃油,由大型油轮从委内瑞拉海运至中国湛江港口。文章以其在运输过程中可能发生的溢油事故为研究对象,对奥里油在水体中的漂移扩散过程进行了数值模拟以及相关实验。考虑到溢油扩散主要是受油品本身的性质(油类、油量、密度、黏度等)以及水流、风速的影响,文章尝试采用计算流体力学FLUENT软件中的VOF模型进行扩散模拟,以水槽溢油实验为模型建立基础,对三维无风速情况下进行气-油-水三相模拟,根据模拟得到的溢油扩散相图与实验所观察的溢油扩散轨迹比较可得出:FLUENT软件中的VOF模型能很好的模拟奥里油溢油扩散运动的情况,其结果与实验观察结果非常吻合。     

城市中有毒有害气体对公共安全的影响研究

由于有毒有害气体直接威胁着人类的生存,因此有必要认识与评估城市中有毒有害气体对城市公共安全的危害.本文从城市人口脆弱性和有毒有害气体风险性两方面入手,对由有毒有害气体引起的中毒事故进行了分析,在此基础上提出了相应的安全技术措施.     

智能化有害有毒气体污染源监测仪的研究

为了快速寻找有害有毒气体污染源,利用8个红外激光气体传感器,分别安装步进电机驱动旋转的圆盘圆周上在不同的方向上对污染气体进行数据采集。同时与二维热差式风速风向传感器采集到的风速风向数据,一并送入MSC1210单片机进行数据处理和运用智能人工神经网络进行模式训练与模式识别,从而识别出污染源的位置、浓度和种类。通过GPS全球卫星定位系统和GPRS无线传输网络,把监测到的信息发送给相关部门早做处理,并报警,避免污染进一步扩散。实验表明,该智能化追索气体污染源监测仪具有良好的可靠性、安全性和实用性。     

横向风对油池火烧试验的影响

以模拟包装容器的油池火烧试验为例,利用FLUENT计算流体动力学模拟软件,对不同风速条件下直径为3 m的煤油池火灾进行三维定常模拟,获得了风速大小与火焰倾角和火焰锋面的变化关系,并拟合出了火焰倾角随风速变化的简化公式;分析了横向风对包装容器周围火焰热辐射通量分布产生的影响,验证了风速低于2 m/s对包装容器火烧试验不会产生较大影响的结论,对包装容器耐火特性试验的开展具有实际指导意义。     

高酸气田井站火炬冷放空过程模拟分析

通过对硫化氢气体在复杂地形下的扩散过程进行数值模拟分析,得出井站在不同风向下有毒气体的可能影响范围,提出将可能影响范围与事故应急预案相结合,实现事故状态下的应急处置。     

陶瓷窑炉内NOx生成的三维数值模拟

借助计算流体力学(CFD)FLUENT软件对NOx在陶瓷烧成过程中的生成机理进行了研究,并探讨了影响NOx生成的因素,为治理及减少NOx排放提供相关的参考.研究发现,随着升温速度的增大,窑内温度均匀性变差,易形成局部高温点(区),从而导致NOx生成速度的增大;燃料所产生的中间产物NH3或HCN浓度在远离烧嘴和料垛区域中较小,总NO和燃料型NO浓度却较大.不过,无论中间产物为NH3还是HCN,都不能减少有害气体的生成.     

有害气体突发性环境污染事故隐患的风险性评价方法探讨

对有害气体的突发性环境污染事故隐患(以下简称隐患)的风险性,提出从危害度和危险度两个方面进行评价的方法。其中危害度的评价是利用环境预测与评价中的方法,预测在发生事故时,有害气体散逸到人群暴露处的最大浓度。同时结合有害气体对人体产生影响健康、损害机体和危及生命3个程度的浓度,来确定企业的危害度。对于危险度的评价,则分别采甩安全管理的方法和可靠性分析的方法来定量企业的安全管理水平和隐患所用设备的不可靠性。并结合劳动安全评价的有关理论,计算被评价隐患的危险指数。利用数学统计的方法,确定隐患的安全界限标准。通过与该标准比较,判定隐患处于何种状态。并估计其转化成事故的危险程度。     

不同背景气体下非平衡等离子体去除NO实验

设计了一套高压电源和柱-筒反应器装置,在不同的背景气体下进行了介质阻挡放电脱硝的实验研究,主要探讨了放电电压、含氧量、停留时间和功率对NO去除率的影响.结果表明:不同背景气体下,放电电压在一定的范围内(氩气:5～7kV;氮气:9～11kV)对NO脱除率有较大影响;氧气的加入对不同背景气体下的脱硝率都有影响,对氩气背景下的NO去除率影响最大;停留时间的增加有利于NO的去除,当停留时间增加到某一个值(7s)后,NO的去除率变化逐渐平缓;达到相同的去除率,氩气背景下的功率远远小于氮气背景,功率的增加有利于NO的去除;合理选择背景气体有利于NO去除率的提高和能耗的降低.     

A gas chromatography method established for oxygen transfer efficiency measurement

A new method of oxygen transfer efficiency (OTE) measurement for aerobic biochemical wastewater treatment system was introduced. The effluent gas and the influent air around the fan were collected and analyzed with a gas chromatograph. The ratios of the concentration of nitrogen to that of oxygen for both influent and effluent gases were determined. The reduced percentage of the ratio for the influent gases was taken as oxygen transfer efficiency (OTE). The nitrogen gas was used as an inner mark. Using this method, the OTE measurement was not affected by the temperature, water vapor mixture and carbon dioxide produced within the treatment system. The accuracy of the method was analyzed. The standard deviation of the ratios for influent and effluent gases were 0.0006 and 0.0008, respectively. The OTE values of a full-scale aeration tank were detected using this method. The OTE values of the representative spots in the aeration tank varied from 7.3% to 11.5%.     

应用消毒剂建立宿轮虫的无菌培养系

以污水生物处理中一种常见的有益微型动物——宿轮虫为对象,进行了应用消毒剂建立宿轮虫的无菌培养系的方法学研究.在对消毒剂次氯酸钠、甲醛及PreventolD7分别作用下的轮虫培养液中宿轮虫卵的孵化率和细菌密度变化趋势分析的基础上,建立了以确保较高的卵孵化率为前提、通过多次的抑菌培养轮虫、使培养液中细菌数量逐渐减少直至消亡、最终获得无菌轮虫的方法,即逐渐减菌方法.该方法与传统的一次性灭菌方法相比,克服了传统方法在轮虫存活率很低的条件下进行无菌化的缺点,因此,可降低对消毒条件的严格要求并提高了成功率.运用逐渐灭菌方法,为确保约50%的卵孵化率,分别使用40μL·L-1甲醛和4μL·L-1 PreventolD7进行48h抑菌培养,经过4次对宿轮虫的抑菌培养,均获得了无菌的宿轮虫种群.实验结果表明,无菌化宿轮虫种群的繁殖速度与未经无菌化的宿轮虫种群相当.     

轮式装甲车整车外流场热管理浅析

某改进的轮式装甲车在使用过程中,发动机附近环境的温度比原车高。针对这一问题,通过FLUENT软件对装甲车外形流场进行三维模拟计算,找到了故障发生的原因,并根据计算结果提出了最佳改进方案。通过对原车和改进整车的发动机冷却系统进行热平衡道路试验对比,验证了改进方案的合理性。