"地埋天然气管道泄漏扩散规律及安全检测点布设研究"

本研究旨在利用comsol软件对埋地天然气管道泄漏在土壤中的扩散情况进行模拟，以探明各条件对扩散的影响，并得到不同条件下地表最先达到一级警报浓度和爆炸下限的时间和位置，为布设合理检测点提供建议。通过建立达西定律和多孔介质稀物质传递耦合的多物理场模型，本研究得出以下结论：土壤的孔隙率反应着土壤质地的密集程度，随着孔隙率的提高，土壤变得更加疏松，加快了天然气的泄漏扩散速度。土壤的饱和度即含水量的程度对天然气扩散速度也有影响，随着含水量的提升，天然气分子在扩散中增加了与水分子的碰撞，使其摩擦阻力提升，导致天然气扩散系数减小，从而天然气扩散速度减小。此外，埋地深度的增加也会影响天然气扩散情况，随着埋地深度的增加，土壤堆积密度增加，背压增高，天然气扩散阻力增加且扩散至土壤表面的距离增加，导致天然气扩散速度降低。最后，分层填筑土壤中天然气扩散情况主要与填筑土地性质有关，即孔隙率、饱和度、压力等特点，在材质交界处存在着显著的影响。 随着社会的发展，我国已经建立起了密集的天然气管道网格系统，以满足人们日常生活的需求。然而，由于各种因素，天然气管道破裂导致的泄漏安全事故不断增加。因此，了解天然气泄漏的扩散规律对于预防和减少安全事故具有重要意义。本研究通过comsol软件建立了埋地天然气管道泄漏扩散模型，研究了不同条件对泄漏扩散的影响，并提出了布设合理检测点的建议。 首先，本研究发现土壤的孔隙率对于天然气泄漏扩散速度具有显著影响。随着孔隙率的增加，土壤变得更加疏松，加快了天然气的泄漏扩散速度。其次，土壤的饱和度即含水量的程度也影响天然气扩散速度，含水量的提升使得天然气分子与水分子碰撞增加，导致摩擦阻力的增加，从而减小了天然气扩散系数，使得天然气扩散速度减小。此外，本研究还发现埋地深度的增加会导致土壤堆积密度增加和背压增高，增加了天然气扩散阻力，使得天然气扩散速度降低。最后，分层填筑土壤中天然气扩散情况主要与填筑土地性质有关，即孔隙率、饱和度、压力等特点，在材质交界处存在着显著的影响。 综上所述，埋地天然气管道泄漏的扩散规律受到多种因素的影响，包括土壤的孔隙率、饱和度、埋地深度等。因此，在布设合理检测点时，需要考虑这些因素的综合影响，以便更好地预防和减少天然气泄漏带来的安全隐患。希望本研究的结果能够为相关领域的工作人员提供参考和指导。