燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)安全性及仿真的理論分析與應(yīng)用研究.pdf

1、燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)危險性分析及系統(tǒng)仿真，是目前燃氣領(lǐng)域研究的重點和難點，而我國在這兩方面的研究，尤其是在燃氣管道泄漏及擴散危險性的研究遠遠落后于國外。因此本課題是國內(nèi)亟待深入開展的一項前沿應(yīng)用型課題。本文的主要研究內(nèi)容如下： 以故障樹實統(tǒng)雙析法對城市燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)危險源進行了辨識分析，建立了火災(zāi)爆炸事故故障樹圖，提出了基干枝葉鏈接法實現(xiàn)故障樹的智能繪制和參數(shù)輸入。提出了蒙特卡洛數(shù)值模擬方法，簡化了傳統(tǒng)故障樹的復(fù)雜計算過程，且模擬結(jié)果與理

2、論計算結(jié)果最大絕對誤差不超過0.4％。在對相關(guān)參數(shù)進行討論、分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有泄漏模型，建立了非等溫條件下的穩(wěn)態(tài)管道泄漏小孔、管道及大孔模型。依據(jù)動量和能量守恒方程，以大孔模型泄漏為研究對象，得出了高、低壓管道泄漏均只可能有兩種泄漏狀態(tài)存在，而中壓泄漏則可能有三種情況存在，從而完善了目前單純的三狀態(tài)和兩狀態(tài)模型。在穩(wěn)態(tài)泄漏模型的基礎(chǔ)上，以大孔模型為核心，建立了非等溫非穩(wěn)態(tài)泄漏的基本模型。通過應(yīng)用分析，得到了各模型的大致適用范圍。以燃

3、氣管網(wǎng)泄漏擴散的基礎(chǔ)模型和湍流擴散微分方程為基礎(chǔ)，結(jié)合其相應(yīng)的初始及邊界條件，利用格林函數(shù)對該微分方程組進行求解，從而建立了燃氣管線動態(tài)泄漏擴散模型。以實例為基礎(chǔ)，討論分析了泄漏擴散所造成的各種危險范圍。以流體力學(xué)三大守恒方程為基礎(chǔ)，建立了等溫和非等溫條件下的燃氣管網(wǎng)穩(wěn)、動態(tài)仿真理論模型。并根據(jù)工程的精度要求，對模型進行了適當(dāng)?shù)暮喕?。以有限差分法為基礎(chǔ)，得到了上述模型的求解方法，通過加入耗散項，改進了求解結(jié)果的穩(wěn)定性，并開發(fā)了燃氣管網(wǎng)穩(wěn)