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题名埋地大直径高压输气管道泄漏特性仿真研究
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作者
林晓晖
李刚
杨文明
曾科宏
王磊
王飞
董祥伟
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机构
中国石油天然气管道通信电力工程有限公司
中国石油天然气管道局工程有限公司
山东科技大学机械电子工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第8期3400-3414,共15页
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基金
中国石油天然气集团有限公司基础性前瞻性科技专项(2023ZZ120X)。
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文摘
埋地输气管道发生天然气泄漏是严重的安全事件,会对经济和环境造成重大影响。针对大直径高压输气管道,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法建立包含1.4 m直径管道及周围土壤的三维数值模型,研究高压气体经过预设泄漏孔在土壤中的泄漏特性。CFD模型将土壤考虑为多孔介质材料,采用Redilich-Kwong状态方程描述高压气体的温度-压力效应,结合组分输运和湍流模型,研究泄漏孔径、管内压力等因素对泄漏速率和温度分布的影响规律。结果表明:泄漏速率随着孔径、压力的增大而增大,当泄漏孔径在10~50 mm变化时,泄漏速率增加了77.78%;环境温度会导致土壤温度场分布呈现不同形式,环境温度较低时,管道内高温气体泄漏产生的温度-压力效应将被削弱;当环境温度与管内气体温度接近时,在泄漏口上方0.7~1.2 m埋地范围内产生可监测的温度变化区。研究成果有助于理解埋地大直径高压输气管道泄漏特性和温度变化规律,为管道泄漏监测光缆的布设提供理论依据。
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关键词
埋地管道
高压天然气
多孔介质模型
计算流体力学(CFD)模型
温度-压力效应
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Keywords
buried pipeline
high-pressure natural gas
porous medium model
computational fluid dynamics(CFD)model
pressure-temperature effect
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分类号
TU996
[建筑科学—供热、供燃气、通风及空调工程]
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