天然氣管道爆炸
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-12-07
天然氣管道爆炸的視頻教程
管道天然氣泄漏FLUENT仿真手把手零基礎(chǔ)入門進(jìn)階有聲解說教程（#184/193/158）
地下管道天氣然泄漏FLUENT仿真-有/無側(cè)風(fēng)，有/無土壤（多孔介質(zhì)），有/無障礙物 影響#184#193#158對(duì)比 泄漏示意圖如下，空間大小100m*100m，#184仿真不考慮土壤（多孔介質(zhì)）的影響（即仿真僅對(duì)地上部分建模，不對(duì)地下部分建模），#193仿真考慮多孔介質(zhì)影響。 無風(fēng)工況示意圖（左）和有風(fēng)工況示意圖（右）
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天然氣管道爆炸的實(shí)例教程
基于LS-DYNA的埋地天然氣管道物理爆炸毀傷研究
概述：LS-DYNA是LSTC公司開發(fā)的世界上最著名的通用顯式動(dòng)力分析程序。它可以模擬現(xiàn)實(shí)中各種復(fù)雜問題，在工程應(yīng)用領(lǐng)域，它的絕佳性能得到了廣泛的認(rèn)可。本文通過擬合西部現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的彈坑數(shù)據(jù)，獲得了帶有修正系數(shù)的TNT當(dāng)量公式。
正文：
1.1 西部現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
1）現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)條件
實(shí)驗(yàn)場位于距離哈密市以南50公里的戈壁深灘處，實(shí)驗(yàn)采用X80鋼材，OD1422mm口徑的天然氣管道，管道外徑1422mm、壁厚為21.4mm、管道總長為430m。實(shí)驗(yàn)管道為埋地敷設(shè)，埋深1.8m（管道頂部距地面距離）。實(shí)驗(yàn)溫度為0℃~25℃，實(shí)驗(yàn)管列由設(shè)置在兩端的儲(chǔ)氣管和設(shè)在中間的實(shí)驗(yàn)管段組成，兩端儲(chǔ)氣庫長度為150m，實(shí)驗(yàn)管長度為130m，設(shè)計(jì)壓力20MPa，由于本次實(shí)驗(yàn)受環(huán)境溫度和實(shí)驗(yàn)管材所限，實(shí)際管內(nèi)爆炸壓力值為13.3MPa，土壤為砂礫。
2）實(shí)驗(yàn)方法及目的
該實(shí)驗(yàn)采用聚能切割器在管道中部正上方位置切開一個(gè)500mm 的貫穿裂縫，其中聚能切割器為裝有高能條狀炸藥的爆破裝置。通過裂紋擴(kuò)展，迅速形成一個(gè)缺口，管內(nèi)高壓天然氣通過缺口外溢形成物理爆炸，在近地面自由場形成空氣沖擊波向外傳播。實(shí)驗(yàn)時(shí)在管路中充入13.3MPa天然氣，在實(shí)驗(yàn)管段上安裝壓力傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、應(yīng)變片和時(shí)間線圈等檢測(cè)元件，用于測(cè)試管道實(shí)驗(yàn)壓力并在裂紋擴(kuò)展期間監(jiān)測(cè)壓力衰減、局部殘余塑性變形、局部應(yīng)變場和管道形狀變化，監(jiān)測(cè)整個(gè)物理爆炸過程，測(cè)定物理爆炸發(fā)生區(qū)域彈坑的尺寸。根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)得到的彈坑尺寸，提出計(jì)算彈坑深度的計(jì)算方法。
展開 圖1.2 彈坑斷面示意圖
① 對(duì)頂部破裂，基于觀察，管道底部的土壤很少或不會(huì)被吹走，彈坑深度由下列公式得到：
D = Dp + Dc
② 對(duì)剪切破裂，彈坑深度還是土壤類型和含水量的函數(shù)，由參數(shù)w來描述，可以由公式（1.3）計(jì)算：
R (w) = 0.28 + 0.62 (5－w) －0.07(25－w2) （1.3）
其中對(duì)于本實(shí)驗(yàn)條件下的砂礫，w=1.75，彈坑深度可由公式（1.4）計(jì)算： （1.4）
其中 Dp—管道直徑，m；
Dc—地面到管道中心的埋深，m；
w —無量綱參數(shù)，本次實(shí)驗(yàn)取1.75.
結(jié)合邊坡理論，物理爆炸發(fā)生后造成的彈坑周圍的土壤會(huì)回填彈坑，分析可得實(shí)際產(chǎn)生的彈坑深度應(yīng)該略大于3.2m。通過前期天然氣管路切口數(shù)值模擬結(jié)論，高壓天然氣管路軸向切口和環(huán)向切口對(duì)彈坑深度尺寸影響較小，即兩種切口方式產(chǎn)生的彈坑深度較為相近。因此，可以利用公式（1.4）計(jì)算得到的環(huán)向切口高壓天然氣管路造成的彈坑深度5.6m作為本次實(shí)驗(yàn)物理爆炸實(shí)際產(chǎn)生的彈坑深度。
展開 <p>本案例對(duì)埋地?fù)綒?em>天然氣管道在土壤多孔介質(zhì)影響下的氣體泄漏擴(kuò)散規(guī)律展開了仿真計(jì)算。主要涉及到多孔介質(zhì)，組分傳輸，局部初始化三個(gè)部分。計(jì)算模型依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行設(shè)置，對(duì)摻氫20%的天然氣泄漏擴(kuò)散情況展開分析，通過對(duì)該案例的學(xué)習(xí)與掌握，后續(xù)可以對(duì)制定管道泄露應(yīng)急決策方案進(jìn)行相關(guān)指導(dǎo)。</p><p><br></p><p><strong>1 workbench 設(shè)置</strong></p><p>本案例的計(jì)算模塊如下圖所示：</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/6OCfD1OjTxpXGRhdSbGgRj7IyicwxCoUyzd408XKBeb96yj80iaDQlNHoX6h7hTjouLic1vROju7BErketGTloVtA/640?wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p><br></p><p><strong>2 SCDM 設(shè)置</strong></p><p><strong>2.1 導(dǎo)入幾何</strong></p><p>依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)幾何模型進(jìn)行建立，其中管道為wall，y軸上方壁面為壓力出口，其他面位symmetry，管道泄露孔為φ=10mm的壓力入口，具體幾何尺寸如下：</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/6OCfD1OjTxpXGRhdSbGgRj7IyicwxCoUywo4JxvkEbn2icVY7uFSJhhGfIvRI0ick87ne232cbqZfUV3w6ktib51nw/640?
展開 氣態(tài)輸送方式根據(jù)運(yùn)輸工具的不同可分為管道輸送和長管拖車輸送，其中管道輸送是大規(guī)模、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸氫氣最有效的方式[2]。管道輸送純氫氣體具有建設(shè)周期長、成本高的特點(diǎn)，相比之下天然氣管道摻氫輸送既減少了天然氣使用過程中的碳排放，也有利于降低管道建設(shè)和維護(hù)成本[3-4]，能有效促進(jìn)氫能行業(yè)的發(fā)展。天然氣管網(wǎng)受水力摩阻、管道材質(zhì)、環(huán)境溫度等因素影響，若增加混合氣體中氫氣的濃度會(huì)使管道壓力損失增大[5]，進(jìn)而導(dǎo)致壓縮機(jī)負(fù)荷增大，穩(wěn)定工作范圍降低，極易引發(fā)壓縮機(jī)失速或喘振狀態(tài)。而天然氣離心壓縮機(jī)作為管網(wǎng)中重要的增壓設(shè)備，其實(shí)際工作性能與氣體組分密切相關(guān)[6]，因此，深入研究摻氫后壓縮機(jī)內(nèi)部流場的變化對(duì)于壓縮機(jī)安全運(yùn)行、提高輸氣效率影響重大。
國內(nèi)外學(xué)者主要通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試、數(shù)值模擬、相似理論等方法對(duì)摻氫天然氣管網(wǎng)開展研究。Bainier 等[7]通過建立管網(wǎng)輸運(yùn)模型研究了不同摻氫比對(duì)天然氣物性以及管網(wǎng)內(nèi)壓縮機(jī)性能的影響，研究結(jié)果表明在相同增壓比條件下，當(dāng)摻氫比分別為 10％、40％時(shí)，管網(wǎng)輸送的能量分別降低了 4％、14％，同時(shí)壓縮機(jī)消耗的功率分別增加了 7％、30％。周靜[8]運(yùn)用 Pipeline Studio軟件，采用相似性理論探究了摻氫比 0~30％下壓縮機(jī)的性能變化，發(fā)現(xiàn)隨著摻氫比的增加，壓比曲線下移，在失速邊界周圍，壓比最高降低 20.7％；聯(lián)合管網(wǎng)分析，平衡工作點(diǎn)向小流量、低壓力偏移，壓力、流量分別下降了 6％、10％。王瑋等[9]采用流體力學(xué)相似理論，將離心壓縮機(jī)與摻氫天然氣管網(wǎng)聯(lián)合進(jìn)行一維分析，發(fā)現(xiàn)隨著摻氫比增加，管網(wǎng)與壓縮機(jī)的平衡工作點(diǎn)下移；摻氫比由 0 增加至 30％時(shí)，壓比下降了 20％，對(duì)應(yīng)的壓力、流量分別降低了約 7％、11％。朱建魯?shù)萚10]利用 SPS 仿真軟件建立壓縮機(jī)動(dòng)態(tài)模型，研究發(fā)現(xiàn)天然氣摻氫后壓縮機(jī)的喘振區(qū)域增大，穩(wěn)定工作區(qū)變窄。
展開 中俄東線天然氣管道南段自北向南途經(jīng)河北、山東、江蘇、上海，預(yù)計(jì)2025年建成投產(chǎn)。屆時(shí)，俄氣將直通長三角，實(shí)現(xiàn)“北氣南下”，投產(chǎn)后日輸氣量超過5000萬立方米，比現(xiàn)有輸送能力提升近三倍。
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天然氣管道爆炸的最新內(nèi)容
本案例對(duì)埋地?fù)綒涮烊粴夤艿涝谕寥蓝嗫捉橘|(zhì)影響下的氣體泄漏擴(kuò)散規(guī)律展開了仿真計(jì)算。主要涉及到多孔介質(zhì)，組分傳輸，局部初始化三個(gè)部分。計(jì)算模型依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行設(shè)置，對(duì)摻氫20%的天然氣泄漏擴(kuò)散情況展開分析，通過對(duì)該案例的學(xué)習(xí)與掌握，后續(xù)可以對(duì)制定管道泄露應(yīng)急決策方案進(jìn)行相關(guān)指導(dǎo)。
1 workbench 設(shè)置
本案例的計(jì)算模塊如下圖所示：
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
<p>本案例對(duì)埋地?fù)綒涮烊粴夤艿涝谕寥蓝嗫捉橘|(zhì)影響下的氣體泄漏擴(kuò)散規(guī)律展開了仿真計(jì)算。主要涉及到多孔介質(zhì)，組分傳輸，局部初始化三個(gè)部分。計(jì)算模型依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行設(shè)置，對(duì)摻氫20%的天然氣泄漏擴(kuò)散情況展開分析，通過對(duì)該案例的學(xué)習(xí)與掌握，后續(xù)可以對(duì)制定管道泄露應(yīng)急決策方案進(jìn)行相關(guān)指導(dǎo)。</p><p><br></p><p><strong>1 workbench 設(shè)置</strong></p><p>本案例的計(jì)算模塊如下圖所示
I
在我國雙碳目標(biāo)戰(zhàn)略下，氫能已經(jīng)成為應(yīng)對(duì)氣候變化、構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的重要組成部分。氫能的產(chǎn)業(yè)鏈很長，主要包括從“生產(chǎn)”、“儲(chǔ)存與運(yùn)輸”到“使用”三個(gè)環(huán)節(jié)。我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于成長期，還存在很多亟待解決的問題，如膜電極材料及制備工藝，氫脆現(xiàn)象，系統(tǒng)集成等
氫能源仿真測(cè)試系列直播
本次研討會(huì)整合西門子綠色氫能行業(yè)的仿真測(cè)試解決方案
陳珂 王碩琨 杜文海 張偉
北京石油化工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院·氫能研究中心
摘要：為研究天然氣管道摻氫輸送對(duì)離心壓縮機(jī)氣動(dòng)性能和穩(wěn)定工作范圍的影響，以川氣東送管道的 GE PCL503壓縮機(jī)為研究對(duì)象進(jìn)行三維幾何建模，采用 RANS 方法對(duì)該壓縮機(jī)進(jìn)行三維仿真模擬并與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比
本文原載于Ansys Advantage：《Digital Engineering Reduces the Cost of Composite Pipe for Oil and Gas Operators》
Magma Global是一家在碳纖維復(fù)合材料開發(fā)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的創(chuàng)新型、快速增長的海底技術(shù)公司。Magma應(yīng)用最先進(jìn)的材料與制造科學(xué)
【Ansys Innovation大會(huì)論文及案例征集】 - Top12 優(yōu)秀作品
【Ansys LS-DYNA用戶案例競賽】 - 獲獎(jiǎng)作品
基于LS-DYNA的埋地天然氣管道物理爆炸毀傷研究
LS-DYNA是LSTC公司開發(fā)的世界上最著名的通用顯式動(dòng)力分析程序。
摘要：18日，中俄東線（永清-上海）天然氣管道長江盾構(gòu)穿越工程在江蘇南通正式掘進(jìn)，盾構(gòu)掘進(jìn)距離、埋深、水壓等多項(xiàng)參數(shù)挑戰(zhàn)油氣領(lǐng)域世界之最。
基于LS-DYNA的埋地天然氣管道物理爆炸毀傷研究
概述：LS-DYNA是LSTC公司開發(fā)的世界上最著名的通用顯式動(dòng)力分析程序。它可以模擬現(xiàn)實(shí)中各種復(fù)雜問題，在工程應(yīng)用領(lǐng)域，它的絕佳性能得到了廣泛的認(rèn)可。本文通過擬合西部現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的彈坑數(shù)據(jù)，獲得了帶有修正系數(shù)的TNT當(dāng)量公式。
據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊消息，全球最大海工船“Pioneering Spirit”號(hào)開始在芬蘭專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)鋪設(shè)“北溪2”天然氣管道。北溪2號(hào)天然氣管道項(xiàng)目承建商是Nord Stream 2 AG公司。
“Pioneering Spirit”號(hào)將接替“Solitaire”號(hào) 9月份在芬蘭的鋪設(shè)工作。“Solitaire”號(hào)前往瑞典南部的專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)，未來幾個(gè)月內(nèi)將鋪設(shè)510公里長的管道。
會(huì)議還邀請(qǐng)了9位專家學(xué)者對(duì)“爆炸能量的高效利用與控制問題”作專題報(bào)告，分別是：龍?jiān)唇淌诘摹?em>天然氣管道爆炸產(chǎn)生的沖擊波和地震波能量傳播與衰減》、熊代余研究員的《科技時(shí)代炸藥爆破研發(fā)的幾個(gè)方向性問題》、胡英國和吳新霞教授級(jí)高工的《基于連續(xù)—非連續(xù)的巖體爆破塊度數(shù)值仿真技術(shù)及其驗(yàn)證》、楊年華研究員的《爆破振動(dòng)波的精細(xì)分析與振動(dòng)控制》、盧文波教授的《巖石爆破破碎中的爆炸能量傳輸與分配》、鄒宗山和楊軍教授的《
