[发明专利]液化烃储存装置泄漏扩散区域浓度分布的测算方法

说明书

一种液化烃储存装置泄漏扩散区域浓度分布的测算方法，包括以下步骤：建立液化烃储存装置的三维几何模型；对所述三维几何模型进行网格划分；根据所述液化烃储存装置所处环境状态与泄漏情况设定测算条件参数；利用Fluent软件对液化烃泄露扩散区域浓度分布进行数值模拟计算，得到泄漏扩散区域浓度分布数值。本发明提供的液化烃储存装置泄漏扩散区域浓度分布的测算方法综合考虑储存装置所处环境状态与泄漏情况，实现对泄漏扩散区域的浓度分布测算，及时准确地测算泄漏气体可能扩散到的区域浓度分布，以便抢险人员做出正确的应对处理，避免或减少人员伤亡与财产损失，具有测算精度高、模拟仿真度高、适用范围广、经济高效、简单方便等优点。

技术领域

本发明属于液化烃类安全技术领域，具体地来说，是一种液化烃储存装置泄漏扩散区域浓度分 布的测算方法。

背景技术

由于设备老化、腐蚀、管材和焊缝缺陷等原因，液化烃储罐泄漏事故频发，引发火灾及爆炸， 造成人员伤亡及环境污染的严重后果。据统计，近年来液化烃类火灾事故较之其他火灾事故呈现出 高发特征，且液化烃类火灾事故造成的伤亡人数和直接经济损失都数倍甚至十数倍于其他火灾事故。

泄漏事故发生时，液化烃会扩散至大气中，形成密度大于环境空气的重气云，并于低空区域迅 速扩散，遇火源则点燃爆炸。其中，泄漏源附近区域的浓度分布是重要的影响因素。因此，合理、 准确地测算液化烃类在一定自然条件下的泄漏源附近区域的浓度分布，对事故灾难的预防和控制具 有非常重要的指导意义。

目前，针对液化烃类在泄漏过程中附近区域浓度的测算，现有技术存在不少的相关研究，例如 解析法、统计学法、间接计算法、实验分析法等。然而，这些方法均无法合理地对泄漏地点当时的 自然环境条件进行全面考虑，使得测算结果存在较大的误差，而且部分方法较为复杂、应急性较差， 无法很好地应用于实际事故灾难的预防和抢险救灾中。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种液化烃储存装置泄漏扩散区域浓度分布的测算方 法，全面考虑储存装置所处环境状态与泄漏情况，实现对泄漏扩散区域的浓度分布测算，以得到泄 漏扩散区域浓度分布数值及等值线等重要信息。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种液化烃储存装置泄漏扩散区域浓度分布的测算方法，包括以下步骤：

A：建立液化烃储存装置的三维几何模型；

B：对所述三维几何模型进行网格划分；

C：根据所述液化烃储存装置所处环境状态与泄漏情况设定测算条件参数；

D：利用Fluent软件对液化烃泄露扩散区域浓度分布进行数值模拟计算，得到泄漏扩散区域浓 度分布数值。

作为上述技术方案的改进，所述测算条件参数包括：所述液化烃储存装置所处位置的风向与风 速，泄漏孔径，泄漏的时长、速度与方向，液化烃相对空气密度及气云重力。

作为上述技术方案的进一步改进，所述数值模拟计算的控制方程组包括质量守恒方程、能量守 恒方程与动量守恒方程。

作为上述技术方案的进一步改进，所述质量守恒方程如下：

式中，t为时间，ρ为密度，u_i为速度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述能量守恒方程如下：

式中，t为时间，ρ为密度，u_i为速度，P为压力，μ为动力粘度，ε为湍流动能k的耗散率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述动量守恒方程如下：