双层管道夹层内泄漏天然气的扩散特性分析

第 5 0 卷第 2 期 2 0 1 3年 4月 化 工 设 备 与 管 道 P R O C E S S E Q UI P ME NT&P I P 1 NG V l 0 1 ． 5 0 NO ． 2 Ap r ． 2 0 1 3 · 管 道 与 管 " t - ' t - · 双层 管道夹层 内泄漏天然气 的扩散特性分析 吴 国忠’ ，王玉石 ，齐晗兵 ，李栋 ， ( 1 ． 东北石油大学 土木建筑工 程学院 ，黑龙江 大庆 1 6 3 3 1 8 ；2 ． 哈尔滨 工业 大学 ，能源科学工程学 院，哈尔滨 1 5 0 0 0 1 ) 摘 要 ：建 立 了双层管道 的夹层 内泄 漏天然气扩散传 热模 型 ，采 用C F D 数值方 法，利用F L U E N T 软件 开展 了双 层 管道 天然 气泄漏扩散 的数值 研 究，分析 泄漏介质 温度 、泄 漏孔直 径及 管道 压差 对外 管 内壁 面上温度 场的影 响。研 究结果表 明： ( 1 )随着 夹层 厚度 的增加 ，泄 漏介 质 温度 对外管 内壁面上 温度场 分布影 响逐渐 减 小。 ( 2 )随着泄漏孔 直径 的增大 ，壁 面上 出 现 温降的 范围变大，温降值 变大。 ( 3 )压 差 越 大，外管 内壁面上温 度 值 波动 越 大 。 关键词 ：双层 管道 ；天然气；泄漏；扩散 中图分类号 ：T Q 0 5 5 ． 8 ；T H 1 2 文献标识码 ：A 文章 编号：1 0 0 9 — 3 2 8 1 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 5 5 — 0 0 4 2 0 世纪 7 0 年代末，国外出现了一种双层管道， 被称为双包容 管道 ( Do u b l e C o n t a i n ． Me n t P i p i n g ) 。双 层管道 由于外层的保护作用，天然气只在夹层中扩 散 ，泄漏结果为 “ 只漏不爆 ” ，起 到防爆抑爆 的作用 。 国内双层管道 在天然气 输送过 程 中应用 和研究较 少 ， 因此 ，双层管道 的夹层 内泄漏天然气扩散 过程有 待于 进一步分析 。 国 内外 学 者对 天 然 气泄 漏 扩 散 做 了大 量 研 究 。 C u m b e r 和 C l e a v e r [ 1 结合 小尺度物理模 型 、全面 的实 验 、简单 的数 学模 型 和计 算流 体动 力 学 ( C F D ) 模 型 来研 究 高压 天然 气管 道泄 漏过 程 的流 动情况 ，预 测 和验证了大部分气......