水下输气管道泄漏扩散特性模拟研究

• 作者: 王少雄 李玉星 刘翠伟 梁杰 李安琪 薛源
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 输气管道 泄漏 多相流 气泡羽流 扩散 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 过程安全
• 页码范围: 1898-1911
• 页数: 13页
• 分类号: TE832
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20190799

摘要

建立了水下输气管道泄漏三维CFD数值模型，同时基于积分模型建立了预测数学模型，研究了不同泄漏速率和水深下气体在水体中扩散的速度、羽流半径以及上升到水面时形成泉涌高度的变化规律，并利用实验验证了两种模型的准确性，两种模型可以准确地模拟羽流特征参数的变化。结果表明：水下天然气管道泄漏扩散经历了初始阶段、充分发展阶段和表面流动阶段三个阶段，在气泡羽流上升过程中伴随着卷吸和紊动沸腾现象；羽流的径向速度近似呈高斯分布并且随着径向距离的增加逐渐降低；羽流的轴向速度随着水深的增加而降低，且在接近泄漏孔口的位置，轴线上羽流的速度急速衰减；随着气泡羽流紊动的发展，羽流半径逐渐向两侧发展并且随着水深近似呈线性增长。