液氨泄漏擴散數(shù)值模擬及疏散研究.pdf

1、隨著“十二五”經(jīng)濟規(guī)劃的發(fā)展實施，化工行業(yè)成為了國民經(jīng)濟發(fā)展的熱點行業(yè)，具有著重要的地位和作用。絕大多數(shù)化工企業(yè)內(nèi)都設置有液氨儲罐，儲罐內(nèi)的氨是在高壓狀態(tài)下以液態(tài)形式密封儲存的。經(jīng)過長時間的運行，壓力儲罐在儲存介質(zhì)的電化學腐蝕、內(nèi)部高壓、外部操作破壞的共同作用下極易發(fā)生儲罐泄漏事故，泄漏的氣體往往會導致周圍的人員急性中毒或者死亡，甚至可能引起火災及爆炸的危險。為此國內(nèi)外學者針對氨氣泄漏擴散進行了大量的試驗和數(shù)值模擬工作，主要的研究方向是

2、泄漏口大小、泄漏口形狀、儲罐壓力、大氣穩(wěn)定度、障礙物等因素對氨氣擴散的影響，但是氨氣在擴散的過程中相變的研究一直是該研究領域的難點。此外，關于液氨儲罐發(fā)生泄漏事故后的應急疏散也是該研究領域的熱點之一。
　　本文針對液氨儲罐泄漏事故，采用數(shù)值模擬的方法研究不同因素對氨氣擴散的影響。主要工作和結(jié)論如下：
　　本文基于 FLUENT軟件建立液氨儲罐三維全尺寸模型，模擬了風速、風向、障礙物對氨氣擴散的影響。氨氣在泄漏口附近由于受到罐

3、內(nèi)壓力的作用呈水平擴散，并且隨著時間的推移向下風向擴散的距離逐漸增大；氨氣在遠離泄漏口時由于密度小于空氣密度而受到浮力的作用，呈現(xiàn)顯著地上揚。在不同風速下，氨氣在Y軸上的擴散距離隨著風速的逐漸增加由大變小，因此，風速可以加劇氨氣向下風向的擴散速度增大氣體擴散的影響區(qū)域，也可以加劇氣體在大氣中的稀釋速度，防止了氨氣在擴散過程中濃度的堆積。在不同風向下，氨氣在風向與儲罐泄漏口水平時由于動力的作用將沿著垂直于泄漏口的方向進行擴散；在遠離泄漏口

4、一定距離后由于浮力和風力的作用主要沿著平行于泄漏口的方向進行擴散，即順著風向進行擴散。氨氣向下風向擴散的速度和影響區(qū)域由于有障礙物存在明顯減??；正前方的氨氣一部分順著障礙物邊緣向兩側(cè)蔓延擴散，一部分在障礙物正前方產(chǎn)生回流進行反方向擴散；障礙物上方的氣體攀爬過障礙物后繼續(xù)向下風向進行擴散并且伴隨有上揚現(xiàn)象。
　　基于 FLUENT軟件開發(fā)了液氨蒸發(fā)相變模型，通過軟件用戶自定義功能（UDF）導入到模擬計算中，模擬了液氨蒸發(fā)相變過程，將