埋地成品油管道小孔泄漏擴(kuò)散的數(shù)值仿真模擬.pdf

1、管道傳輸具有成本低、受外界影響小、損耗低及方便運(yùn)行管理等特點(diǎn)，是成品油傳輸?shù)淖钪饕绞?，目前我?guó)現(xiàn)役成品油管道總里程達(dá)到1.5萬(wàn)公里。然而由于管道焊接缺陷（氣孔、夾渣、裂紋等）、腐蝕穿孔、外力損傷、施工破壞、打孔盜油等因素引起的成品油泄漏事故在國(guó)內(nèi)外屢見(jiàn)不鮮。成品油管道一旦發(fā)生泄漏事故，不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)公共安全和環(huán)境帶來(lái)巨大的危害，可能還會(huì)引起火災(zāi)爆炸等嚴(yán)重事故。因此，研究埋地成品油管道泄漏擴(kuò)散規(guī)律對(duì)于預(yù)測(cè)成品油擴(kuò)散范圍，制

2、定應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案，減少事故損失具有重要的意義。
　　本文研究的對(duì)象是蘭成渝成品油管線，通過(guò)建立埋地成品油管道二維泄漏擴(kuò)散模型，選用VOF多相流模型、CFD多孔介質(zhì)模型和Realizable k-epsilon模型，采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法對(duì)柴油在土壤中泄漏擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行仿真模擬。首先，通過(guò)仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證模型的可靠性。接著，主要選取泄漏口孔徑、泄漏口位置、土壤孔隙度、土壤飽和度和土壤溫度這五種影響因素進(jìn)行研究，并分析了它們對(duì)

3、柴油泄漏過(guò)程的影響。
　　在其他影響因素一定的條件下，分別模擬了泄漏口孔徑為3mm、10mm、30mm和100mm情況下的泄漏擴(kuò)散過(guò)程。研究表明，孔徑是影響柴油體積分?jǐn)?shù)分布和柴油擴(kuò)散速度的主要因素，隨著孔徑的增大，柴油體積分?jǐn)?shù)分布范圍越大，柴油泄漏擴(kuò)散的平均速度也越大，但對(duì)柴油鋒面外圍水圈幾乎沒(méi)有影響。
　　在其他影響因素一定的條件下，分別模擬了泄漏口位置為右側(cè)方、正上方以及正下方情況下的泄漏擴(kuò)散過(guò)程。研究表明，泄漏口位置是

4、影響柴油體積分?jǐn)?shù)分布和土壤飽和度云圖形狀的主要影響因素;側(cè)方泄漏口的柴油水平擴(kuò)散速度最大，而豎直方向的擴(kuò)散速度最小。
　　在其他影響因素一定的條件下，分別模擬了土壤孔隙度為0.3、0.45、0.6和0.75情況下的泄漏擴(kuò)散過(guò)程。研究表明，孔隙度越大，柴油體積分?jǐn)?shù)分布范圍以及擴(kuò)散速度越小，但對(duì)土壤飽和度云圖影響較小。
　　在其他影響因素一定的條件下，分別模擬了土壤水飽和度為0.1、0.3、0.6和線性分布情況下的泄漏擴(kuò)散過(guò)程。

5、研究表明，飽和度越高柴油體積分?jǐn)?shù)分布范圍越小，水平方向的擴(kuò)散速度越小，而豎直方向的擴(kuò)散速度越大。
　　在其他影響因素一定的條件下，分別模擬了春、夏、秋和冬4個(gè)季節(jié)平均土壤溫度值情況下的泄漏擴(kuò)散過(guò)程。研究表明，溫度越高，柴油體積分?jǐn)?shù)分布與泄漏擴(kuò)散速度也越大;土壤溫度對(duì)于土壤飽和度云圖影響較小。
　　最后以蘭成渝成品油管道泄漏事故實(shí)例為研究對(duì)象，通過(guò)建立泄漏擴(kuò)散模型分析柴油泄漏擴(kuò)散9分鐘內(nèi)的擴(kuò)散范圍，并基于此進(jìn)行了事故應(yīng)急的分析