CO2管道泄漏扩散实验及数值模拟研究
| 摘要 | 第2-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-23页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9-12页 |
| 1.1.1 全球能源形势以及气候现状 | 第9-10页 |
| 1.1.2 CCS技术介绍 | 第10-11页 |
| 1.1.3 CO_2管道运输及泄漏扩散研究意义 | 第11-12页 |
| 1.2 CO_2管道泄漏扩散实验及数值模拟研究 | 第12-20页 |
| 1.2.1 高压CO_2泄漏扩散实验研究现状 | 第13-16页 |
| 1.2.2 高压CO_2泄漏扩散模拟研究现状 | 第16-20页 |
| 1.3 研究目标及内容 | 第20-23页 |
| 2 高压CO_2管道泄漏扩散实验装置搭建 | 第23-33页 |
| 2.1 实验方案设计 | 第23-24页 |
| 2.1.1 研究范畴 | 第23页 |
| 2.1.2 泄漏参数设定 | 第23-24页 |
| 2.2 小规模CO_2管道泄漏扩散装置设计 | 第24-27页 |
| 2.2.1 实验装置结构 | 第24-26页 |
| 2.2.2 实验初始条件设定 | 第26页 |
| 2.2.3 实验特征参数测量 | 第26-27页 |
| 2.2.4 实验步骤 | 第27页 |
| 2.3 工业规模CO_2管道泄漏扩散装置设计 | 第27-32页 |
| 2.3.1 实验装置结构 | 第27-29页 |
| 2.3.2 实验初始条件设定 | 第29页 |
| 2.3.3 实验特征参数测量 | 第29-32页 |
| 2.3.4 实验步骤 | 第32页 |
| 2.4 本章小结 | 第32-33页 |
| 3 高压CO_2泄漏口状态及扩散区域特性实验研究 | 第33-55页 |
| 3.1 小规模CO_2泄漏实验结果及分析 | 第33-41页 |
| 3.1.1 泄漏口温度变化 | 第33-36页 |
| 3.1.2 射流云图变化 | 第36-40页 |
| 3.1.3 干冰层的生成与变化 | 第40-41页 |
| 3.2 工业规模CO_2实验结果及分析 | 第41-52页 |
| 3.2.1 泄漏口温度变化 | 第42-43页 |
| 3.2.2 射流云图变化 | 第43-45页 |
| 3.2.3 扩散区域温度变化 | 第45-50页 |
| 3.2.4 扩散区域浓度变化 | 第50-52页 |
| 3.3 尺度效应的影响 | 第52-53页 |
| 3.3.1 泄漏口温度对比 | 第52-53页 |
| 3.3.2 射流云图的对比 | 第53页 |
| 3.4 本章小结 | 第53-55页 |
| 4 气相CO_2泄漏扩散模型建立及可靠性验证 | 第55-64页 |
| 4.1 数值模型建立 | 第55-60页 |
| 4.1.1 物理建模 | 第55-56页 |
| 4.1.2 基本假设 | 第56页 |
| 4.1.3 控制方程 | 第56-58页 |
| 4.1.4 初始及边界条件 | 第58-59页 |
| 4.1.5 网格划分及有效性验证 | 第59-60页 |
| 4.2 模型可靠性及结果精度验证 | 第60-63页 |
| 4.2.1 扩散流场分析 | 第61-62页 |
| 4.2.2 扩散区域浓度验证 | 第62-63页 |
| 4.3 本章小结 | 第63-64页 |
| 5 静滞自由空间气相CO_2泄漏扩散规律研究 | 第64-77页 |
| 5.1 实际模拟过程中压力设定方式的探讨 | 第64页 |
| 5.2 扩散区域速度场分布 | 第64-69页 |
| 5.2.1 速度场分布 | 第64-67页 |
| 5.2.2 孔径对轴线速度的影响 | 第67-68页 |
| 5.2.3 压力对轴线速度的影响 | 第68-69页 |
| 5.3 扩散区域浓度场分析 | 第69-72页 |
| 5.3.1 浓度场分布 | 第69-70页 |
| 5.3.2 孔径对轴线浓度的影响 | 第70-71页 |
| 5.3.3 压力对轴线浓度的影响 | 第71-72页 |
| 5.4 扩散区域温度场分析 | 第72-75页 |
| 5.4.1 温度场分布 | 第72-74页 |
| 5.4.2 孔径对轴线温度的影响 | 第74-75页 |
| 5.4.3 压力对轴线温度的影响 | 第75页 |
| 5.5 本章小结 | 第75-77页 |
| 6 超临界及密相CO_2泄漏后扩散风险的工程评估 | 第77-89页 |
| 6.1 模拟结果与超临界CO_2实验结果对比 | 第77-81页 |
| 6.1.1 模拟初始条件 | 第77页 |
| 6.1.2 扩散区域浓度对比 | 第77-79页 |
| 6.1.3 扩散区域温度对比 | 第79-81页 |
| 6.2 模拟结果与密相CO_2实验结果对比 | 第81-85页 |
| 6.2.1 模拟初始条件 | 第81页 |
| 6.2.2 扩散区域浓度对比 | 第81-83页 |
| 6.2.3 扩散区域温度对比 | 第83-85页 |
| 6.3 模型偏差及原因分析 | 第85页 |
| 6.4 高压CO_2泄漏扩散模拟结果分析及讨论 | 第85-87页 |
| 6.4.1 孔径对扩散范围的影响 | 第85-87页 |
| 6.4.2 压力对扩散范围的影响 | 第87页 |
| 6.5 本章小结 | 第87-89页 |
| 结论 | 第89-91页 |
| 参考文献 | 第91-95页 |
| 附录 CO_2浓度安全距离的划分 | 第95-96页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第96-97页 |
| 致谢 | 第97-99页 |
