事故发生频率也在增加,严重破坏了管道沿线周围的环境,威胁到附近人员的生命和财产安全。天然气管道泄漏后发生火灾、爆炸的危害研究可以在第一时间给应急指挥系统提供决策上的指导,一个准确的计算结果可以有效地给应急指挥系统提供决策支持,尽可能地挽回事故造成的损失。本文通过对输气管线泄漏扩散至点火引起火灾爆炸的整个过程进行研究,对一些计算模型进行了分析和改进,并提出了一些新的模型,主要研究工作如下:(1)对气体泄漏速率的经验公式进行研究,并对其进行了改进,采用数值积分方法来处理压力的变化问题,使得泄漏的计算更加符合实际。(2)通过对气体扩散过程的研究,利用对扩散过程的质量平衡微分方程的推导,从微分方程的层面证明了风会加速气体的扩散。(3)研究了气体扩散的一些常用模型,指出了这些模型存在的问题,并提出了一个新的扩散模型。该模型考虑了气体的初始喷射和浮力对扩散的影响,并利用该模型编程进行了大量的计算,分析了各管输条件对扩散的影响。结果表明该模型更加符合实际气体扩散的情况。(4)研究了气体射流火灾的形貌和热辐射伤害计算,并编程计算了大量算例,分析了射流火灾的一些规律。(5)提出了爆炸中心位置的一种假设的处理方法,提出了气云爆炸中心的数学模型,并利用本文提出的扩散模型求解了该模型。(6)利用本文提出的扩散模型和三种常用的气云爆炸模型,将二者结合在一起求解了管输天然气泄漏后爆炸的计算实例,并对比了三种爆炸模型,分析了三者各自的特点。将本文提出的燃料质量计算方法应用到了爆炸计算中。(7)对多能法进行了深入分析,利用了多能法的输入参数简单的特点,将受限体积和不同程度伤害的半径的曲线进行拟合,形成了简单易用的公式,提高了多能法的应用效率。