天然气在我国清洁能源中扮演着越来越重要的角色,其应用范围越来越广泛。然而,天然气具有一些潜在的危险特性,是一种典型的易燃易爆品。天然气的运输途径比较单一,管道运输是其主要运输方式,而且运输难度相对很大。天然气的运输安全性要求极高,因为天然气遇火会爆炸,极容易引起恐慌,造成人、财、物的重大损失,而且天然气泄漏还会造成大气污染、水污染等,影响人们的正常生活。为减少天然气管道泄漏爆炸事故的发生,降低事故的危害后果,就必须采取有效手段进行控制。因此,可以通过数值仿真模拟,研究天然气管道泄漏后的扩散规律,从而能为此类事故的抢险救援提供方案。本文以某市的天然气支线压力管道作为研究对象,以射流理论、气体流动基本控制方程和管道泄漏模型为基础,应用GAMBIT软件构建了天然管道泄漏扩散的几何模型,改变风速和泄漏孔径大小,改变障碍物的高度和障碍物到泄漏源中心点的距离等条件,利用FLUENT软件得出了在不同条件下的天然气管道泄漏扩散规律。研究结果显示:天然气管道泄漏开始时,气体从泄漏口处高速射流喷向大气,并不断向高空扩散,泄漏口附近的浓度最高。随着泄漏孔径的增大,天然气扩散的区域会随着孔径的增大而增大,即天然气扩散的范围越广。风速对泄漏天然气流的扩散起推动作用,使其沿顺风方向近地侧扩散,能改变天然气泄漏扩散的空间区域分布,风速与天然气的水平扩散距离成正比,与扩散高度呈反比。障碍物高度越高,天然气在下风向扩散的横向扩散距离越小,但是抬升作用使得天然气扩散高度增加。障碍物迎风面一侧,天然气积聚浓度高,其分布范围大小与障碍物到泄漏源中心点的距离成正比。由模拟结果可知,如果发生天然气管道泄漏事故,应急救援人员应该迅速遣散泄漏口附近的人员,并对顺风方向区域范围内进行封锁警戒;如果泄漏源顺风方向处有障碍物,则障碍物顺风侧聚集的天然气浓度很高,应加大对障碍物的迎风侧救援并加强高空通风,最大限度降低事故后果。图[21]表[9]参[63]