氯氣泄漏擴散影響因素的數值模擬研究

氯氣泄漏擴散影響因素的數值模擬研究

何友龍

(江西省公安消防總隊)

摘要：基于FLUENT的物質傳輸模型建立氯氣泄漏擴散模型，針對不同泄漏速率、外界風速、障礙物類型等對氯氣泄漏擴散進行數值模擬。結果表明，泄漏速率較大時，重氣效應明顯增大，下風向形成的高濃度區增大；外界風速對重氣擴散濃度和擴散危險性區域有很大影響，風速較大時，重氣云在下風向的擴散速率增大，在水平側風向的擴散速率減小，在泄漏源和障礙物附近的停留時間減少，形成的危險區域較小；不同的地表條件是影響重氣擴散的重要因素。

關鍵詞：障礙物氯氣擴散數值模擬泄漏速率風速

化工生產、運輸、儲存和使用過程中涉及各種類型的易燃易爆、有毒有害的危險物質，一旦發生泄漏事故，將會造成嚴重的經濟損失和惡劣的社會影響，同時對現場消防官兵的人身安全也會造成威脅。在實際發生的重氣泄漏擴散事故中，泄漏氣體往往沿地表擴散，因而易受地表狀況(如障礙物)的影響，此時的擴散過程較復雜，模型預測與實際狀態有較大偏差，這對復雜地形下大氣環境的準確預測帶來了很大的困難。CFD模型可用于任何泄漏擴散場景、任何地形和氣象條件，能夠較為準確地描述重氣擴散的物理過程。筆者利用Fluent建立氯氣泄漏擴散模型，針對不同泄漏速率、風速和障礙物類型進行模擬。

一、氯氣擴散原理描述

(一)擴散過程基本原理

重氣在邊界層中的傳送和擴散過程都是通過湍流輸送來實現的。……