高压CO₂气体运输目前有船舶和管道两种运输方式,如果需要长途运输,采用管道运输方式效率会大幅提高,但管道运输方式存在较大隐患,如果CO₂气体在封闭且人口稠密的环境里发生泄漏,就会有极大可能性对处于高浓CO₂区域的生物造成重大伤害。在研究气体泄漏问题的相关领域内,国内外发展程度差距较大,国外遥遥领先于国内,虽然扩散模型已形成较为成熟的理论体系,但不同特性的气体适应不同的扩散模型。对于CO₂气体的研究,还需要建立相对应的实验系统及扩散模型进行深入研究。基于以上背景,本论文主要做了以下几项工作,得到以下几点结论:（1）通过对国内外高压CO₂泄漏实验研究现状进行调研,结合单片机控制技术和组态王监控界面,设计出一套完整的小规模CO₂泄漏实验系统,实现了CO₂泄漏实验的自动监测功能,解决了实验过程中的遇到的一系列技术问题,实验结果表明该系统可以对CO₂泄漏过程及泄漏现象进行准确模拟。（2）通过改变实验条件,进行多次CO₂泄漏小规模对比实验,将不同泄漏孔径与孔形、泄漏压力、泄漏管径的测点浓度数据分组进行对比。结合重气扩散相关理论,分析了高压CO₂从管道泄漏后在有限空间内的浓度变化规律以及总体分布特点:在温度、风向及风速等气象条件稳定时,泄漏后的CO₂浓度会因重力导致的沉降作用而出现浓度分层的现象,并且随着时间的增加,分层现象会越来越明显;CO₂浓度分布与泄漏压力、泄漏孔径成正相关,与泄漏孔孔形和泄漏管径无直接关系;绘制了不同工况下危险浓度到达时间表,为可能发生的CO₂泄漏事故提供危险浓度到达时间参考。（3）通过选择一组实验工况（泄漏管径为DN25;泄漏压力为0.2Mpa;泄漏孔直径为1mm;）在FLUENT流体力学软件中对扩散过程进行仿真,并绘制出不同时刻仿真浓度云图。根据仿真云图验证了实验模拟过程是有效的;对比了该工况下有、无通风口的浓度云图,根据云图对比了不同通风形式下不同时刻的浓度分布情况;绘制了不同时刻有限空间内CO₂危害区域的三维分布图,为可能发生的CO₂泄漏事故提供数据预测及可视化图形参考。