CO₂管道运输作为CO₂捕集、利用与封存技术中的重要一个环节,由于长输管道不可避免存在泄漏风险,因此其安全问题一直备受关注。现有研究主要针对管内介质压力和温度变化规律、管外射流扩散研究,但对于泄漏过程中管内介质系统的压力和温度变化规律、相态变化规律、流体换热变化规律等研究相对较少,特别是通过工业规模实验数据得出的结论少之又少。基于此,本文开展工业规模CO₂管道泄漏实验,研究泄漏过程中管内介质压力、温度、密度、焓值及普朗特数变化规律,研究介质相态变化规律及流体换热规律。具体内容如下:（1）建立并完善工业规模CO₂水平泄漏实验装置,通过改变泄漏口尺寸（50mm、100mm和233mm）和初始相态（超临界相和密相）,获取泄漏过程中管内介质压力和温度变化数据。该装置主要分为五个部分:注入装置、升温装置、排空装置、泄漏控制装置和数据采集装置。（2）根据泄漏过程中管内压力和温度数据,总结变化规律。研究表明,泄漏过程中管内高压介质发生压力突降-反弹现象,全口径不存在压力突降反弹现象。泄漏产生的减压波次数随口径增大而减小,且密相比超临界相产生的减压波传播次数少。快速下降阶段过程中,管内突降压力幅度、反弹幅度均随距离泄漏口位置增大而减小。泄漏口径越大,同一位置处管底温降幅度大于管顶,管底测点到达最低温度的温降速率大于管顶,且随距离泄漏口位置增大而增大。（3）结合泄漏过程中管内压力和温度数据,总结相态变化规律。研究表明,泄漏过程中,超临界相→气液两相→气相;密相→气液两相→气液固三相。CO₂相态由管道泄漏口位置沿管道末端依次进行转变,同一截面位置管顶比管底先发生相变,且距管道泄漏口越远位置相态变化次数越多。（4）根据压力和温度数据,计算密度并探寻密度随温度变化规律。研究表明,泄漏过程中,相态变化之前,管内介质密度大小取决于压降大小;当管内介质完全转变为气相后,密度大小取决于管内温降大小。密相初始密度大于超临界相,且密度突降幅度大于超临界相。（5）根据压力和温度数据,计算焓值并探寻焓值随压力变化规律。研究表明,压焓图比压温图更能清晰描述泄漏过程中管内介质相态变化过程。管内介质相态变化,导致焓值发生变化,焓值大于437.06kJ/kg时CO₂不发生相变,反之发生相变。（6）根据压力和温度数据,计算普朗特数并探寻其变化规律。研究表明,泄漏过程中,在CO₂发生相变的临界点处,普朗特数发生突变,此时管内介质换热效果达到最高。泄漏口径越大,管内介质普朗特数越大,普朗特数突变幅度越大,流体换热程度由管底向管顶移动。