不同条件下氯乙烯泄漏扩散规律的模拟研究

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化工过程气体在自身整个的生产加工、储存输运及管理应用等一系列流程中,均存在着众多潜在的安全隐患。而氯乙烯作为氯化工及高分子化工等化工行业领域内应用极其广泛的一种化工过程气体,是具备不稳定性、易燃易爆炸性、有毒有害性等特性的危险化学气体,其一旦发生大面积的泄漏,必然会导致较高的经济损失,甚至将直接威胁到泄漏区域附近人员的生命及财产安全,同时也会给应急救援和事故处理造成巨大的困难。因此,深入研究氯乙烯在不同工况条件下的泄漏扩散规律,对于氯化工等企业氯乙烯的安全生产应用、泄漏防护管理及事故后的应急处理、救援疏散等来说都显得至关重要。本文采用数值模拟分析软件MATLAB,应用相应的气体泄漏扩散模型,探讨了初始条件和外部环境等因素对氯乙烯发生泄漏扩散事故后的扩散规律和波及范围的影响情况。针对不同的泄漏类型及外部环境风速等差异工况下得到的氯乙烯的浓度分布结果进行分析。利用FDS软件对所得的模拟结果进行对比,并针对源高、源强及环境风等因素进行了敏感度分析。此外还界定了泄漏过程中的警戒区域,即泄漏扩散过程中能够确保人体生命安全的区域范围,以用于指导泄漏事故的应急处理、及现场的疏散救援。结论表明:相比于瞬时泄漏,氯乙烯连续泄漏的增长趋势更强,浓度更高,最高浓度值更大。瞬时泄漏的扩散时间越长,浓度峰值就越小,浓度区域向圆形过度,影响区域扩大,危险区域缩小。泄漏高度越高,浓度峰值相应减小,影响区域也逐渐扩大,驼峰趋于平坦。泄漏源的源强越大,浓度峰值增加,影响区域逐渐扩大。随着外部环境风速的增强,扩散造成的风险范围不断减小,主风向上缩短,侧风向上收紧,区域最高浓度相对降低,波及区域有所增加。随着大气稳定度逐渐稳定,浓度区域分布向扁长椭圆形过度,浓度峰值相应减小,危险范围减小,影响区域逐渐扩大。
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