不同建筑物布局條件下的燃?xì)庑孤U(kuò)散規(guī)律研究.pdf

1、近年來(lái)，全國(guó)因城市燃?xì)夤艿佬孤┒l(fā)的火災(zāi)、爆炸等事故頻頻發(fā)生，事故所造成的環(huán)境破壞、財(cái)產(chǎn)損失和人員傷害更是讓人觸目驚心。因建筑布局多樣化、人口密集等原因，居民住宅區(qū)是燃?xì)馐鹿实亩喟l(fā)地。在燃?xì)獍l(fā)生泄漏后，因無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)燃?xì)庑孤U(kuò)散分布規(guī)律而缺乏科學(xué)的應(yīng)急決策方法是導(dǎo)致燃?xì)庑孤┦鹿恃葑優(yōu)榛馂?zāi)、爆炸等惡性事故的主要原因。因此，以不同建筑布局為出發(fā)點(diǎn)研究城市燃?xì)庑孤U(kuò)散規(guī)律對(duì)于減小事故危害、制定科學(xué)的應(yīng)急救援方案具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　

2、　本文采用CFD三維模擬與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，分析不同建筑布局條件下，燃?xì)庑孤┖笤诖髿夂屯寥喇?dāng)中的擴(kuò)散規(guī)律。
　?。?）基于流體力學(xué)和射流理論，對(duì)燃?xì)鈴某袎汗艿佬孤┑酱髿猸h(huán)境中的射流過(guò)程進(jìn)行了分析，確定了不同泄漏孔徑時(shí)燃?xì)庑孤┞实挠?jì)算方法；給出了氣體流動(dòng)的基本控制方程，確定Realizable k-ε模型為描述燃?xì)庑孤┑耐牧髂Ｐ?；分析了燃?xì)庠诖髿馀c土壤中擴(kuò)散的影響因素。
　?。?）從對(duì)燃?xì)鈹U(kuò)散影響的角度將城市建筑布局分為街

3、谷式布局、片塊式布局、圍合式布局，綜合考慮泄漏孔徑、泄漏口與建筑物間距、風(fēng)速等因素的耦合作用，構(gòu)建了城市燃?xì)庠诖髿猱?dāng)中泄漏擴(kuò)散的物理模型。運(yùn)用CFD三維模擬的方法，分別對(duì)各物理模型進(jìn)行了模擬，比較分析了三種不同建筑布局的燃?xì)鉂舛确植家?guī)律和危險(xiǎn)區(qū)域范圍。結(jié)果表明圍合式是最不利于燃?xì)庑孤U(kuò)散的建筑布局方式；泄漏率隨著泄漏孔徑的增大而增大，危險(xiǎn)區(qū)域范圍也隨之增大；減小泄漏口與建筑物的間距，燃?xì)鉂舛仍诮ㄖ锟涨粎^(qū)及近地面集聚程度增大，且附壁效應(yīng)

4、顯著，與泄漏口相鄰建筑物的危險(xiǎn)性增加；隨著風(fēng)速的增大，有利于燃?xì)獾臄U(kuò)散，但燃?xì)鈺?huì)在下風(fēng)向建筑物的背風(fēng)面呈現(xiàn)近地面聚集現(xiàn)象。
　?。?）為驗(yàn)證CFD模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，利用相似性原理設(shè)計(jì)了街谷式布局、片塊式布局、圍合式布局的小尺寸實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，選取六個(gè)代表性的點(diǎn)采集其擴(kuò)散濃度值，對(duì)比分析各個(gè)點(diǎn)的濃度模擬值與實(shí)驗(yàn)值，得出兩者結(jié)果差值在合理范圍內(nèi)，驗(yàn)證了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。以上分析可說(shuō)明CFD三維模擬方法對(duì)城市燃?xì)鈹U(kuò)散規(guī)律研究是切實(shí)可行的。

5、r>　?。?）以達(dá)西定律與多孔介質(zhì)理論為基礎(chǔ)，搭建了土壤的粘性阻力系數(shù)與內(nèi)部阻力系數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，獲得了模擬的關(guān)鍵參數(shù)。運(yùn)用CFD三維模擬方法，研究街谷式布局條件下，不同泄漏孔徑及埋地深度等因素對(duì)燃?xì)庑孤┖笤谕寥乐袛U(kuò)散的影響。因土壤對(duì)燃?xì)庑孤U(kuò)散的阻擋作用，燃?xì)庑孤┖笱赝寥涝贁U(kuò)散到大氣中時(shí)，一方面會(huì)在土壤內(nèi)形成較大的高濃度區(qū)域，對(duì)并行管道特別是電纜管道造成較大威脅；另一方面在近地面也積聚形成高濃度區(qū)，與燃?xì)庑孤┖笾苯釉诖髿猱?dāng)中擴(kuò)散相比