毕业论文课题相关文献综述
{title}毕业论文课题相关文献综述
{title}文 献 综 述 1.1研究背景及意义 氨气是一种无色透明而具有刺激性气味的气体。危险性类别：第2、3类有毒气体，8类腐蚀品。由于氨具有价格低廉、单位制冷量大、泄漏时易发现、热稳定性好和环保等特点，是一种性能优良的天然工质制冷剂，在制冷行业中广泛使用。同时，氨也主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料，还可用作医药和农药的原料。由于氨具有毒性、爆炸性且容易挥发，若管理不善或疏于管理，其事故发生率相当高，一旦不能及时救援，将严重影响区域安全和社会稳定[1]。 据不完全统计，2001年以来我国共发生氨气事故51起。虽然每年所发生的氨气泄漏事故次数有所波动，但是从总体上看，次数呈上升趋势。其原因有几个方面：随着社会工业的发展，使用氨气的场所不断增加，液氨事故的几率也随之增加；其次，多年以前投产的企业设备陈旧，而更新换代较为缓慢，设备老化导致了更多的事故的发生[2]。 氨气对人体的作用，主要是对眼和呼吸道粘膜有刺激作用，低浓度时主要是刺激症状：异味、眼痒、眼干、打喷嚏、喉咙干燥、流鼻涕等，高浓度时可产生炎症。对于呼吸系统有病的人应当更加注意。氨气泄露对环境的作用，主要是存在火灾和爆炸危险性，易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。因此，认识液氨泄露扩散的模式，对人体防护和应急救援有着重要作用！ 1.2国内外的研究现状 1.2.1国内的研究现状 我国对液氨储罐泄漏扩散的研究起步较晚。八五期间，原化工部劳保所与中国环境科学院大气联合进行了重气管道泄漏的风洞模拟实验。北京大学环境科学院的刘国梁等做了重气烟羽扩散的风速模拟实验，研究了重气烟羽扩散的特征以及围墙和树对其影响。 大部分科研单位都是采用以经验和积分模型为主的理论计算进行研究[3]。如1996年原化工部劳动保护研究所，运用现场实验数据以及物理和数学模拟方法建立HLY泄漏扩散模型。大连理工大学的丁信伟等通过对现有的扩散模型进行研究分析，对高斯、Sutton、板块等模型进行修改，用于可燃及毒性气体扩散过程的研究。 2003年华中科技大学系统工程研究所和中国船舶重工公司第701研究所的陈先进，齐欢等在三维有限元计算模型FEM3基础上，利用viziCAD的前处理和MATLAB软件的数值计算和可视化功能，实现了气体在封闭空间的泄漏扩散仿真，模拟了气体泄漏扩散的动态过程，给出了气体扩散的效果图以及浓度变化曲线图[4]。 2010年南京工业大学的孙东亮、蒋军成、张明广针对高斯模型中忽略物质质量流率的变化导致模拟结果与实际存在偏差的问题，将物质质量流率根据泄漏持续时间进行离散化处理获得不同时间段的物质泄漏量，以此对高斯烟团叠加模型进行修正，得到若干烟团不同时刻的浓度分布模型[5,8]。 2012年大连交通大学得王洪德、莫朝霞对氨气泄漏的扩散距离和影响范围进行研究，根据高斯烟羽模型仿真分析，绘制液氨扩散等值曲线；同时，分析风速、地表粗糙度、大气稳定度、泄漏速率以及不同季节、白昼和夜间等典型环境因素对液氨扩散影响以及防范建议[6,9,10]。 2013年辽宁工程技术大学的崔铁军、马云东针对市区内固定地点出现重气泄漏，并在街区内近地扩散的事实，构造了基于细胞自动机-气团模型，将气体的宏观扩散等效视为多个气团，使用细胞自动机生成气团的运动模型[7]。该法表现出传统模型不具备的扩散特征，这些特征与重气的实际扩散过程更为接近，从而便于逃生和灾害控制[11,12,13]。 1.2.2国外的研究现状 在实验方面，国外的研究工作始于上个世纪七、八十年代，为了对危险性气体的扩散机理做深入的研究，以及验证数学物理模型，欧美等发达国家做了大量的实验。研究了大气环境条件下气体扩散的各项影响因素，包括泄漏源的特征和周围的大气环境，为泄漏扩散模拟计算提供一些初始条件。 目前，国外对易燃易爆有毒物质泄漏扩散模型中，比较有名的模型有ALOHA，SLAB,DEGADIS,美国NERS咨询工程公司的ALRXO模型、美国空军的ATFXO模型、美国RADIAN公司的CHAMR模型、美国环境保护局的INPUFF模型英国和加拿大技术研究所的GATSAR模型等[3,14]。 在CFD方面，比较有代表的CFD软件，如FLUENT、CFX和PHONIECS等都已广泛应用于工业易燃易爆、有毒等危险性气体的扩散模拟研究应用数值计算方法的流体力学模拟软件能够更加精确地描述流体在大气湍流运动中的物理现象，具有广泛的通用性，尤其是模拟非均匀稳定的流场，以及有障碍物或明显地形变化的复杂过程较为可靠。 国外一些著名的研究机构在理论和实验研究的基础上，相继开发了基于CFD的泄露扩散模拟分析软件系统。如美国海岸警备队和气体研究所开发的DEGADIS，美国壳体研究有限公司在20家化工和石油化工公司的支持下开发的HGSYSTEM，荷兰TNO和century dynamics合作开发的autoreagas等[15]。该法计算得到的浓度场分布和毒性复合场分布发展变化过程较好为风险分析与事故后果的评价提供动态数据支持，与其他研究单纯采用30分钟浓度场进行伤害等级划分的风险评估方法相比，有利于制定更加合理的安全预防措施。 1．3研究内容和方法 （1）查阅相关文献（期刊、书籍、数据库、网站等），了解国内外有毒气体泄漏扩散的发展状况。 （2）总结归纳现有的有毒气体扩散模型，分析每种模型的适用范围。 （3）学习使用大气扩散模拟软件ALOHA，并采用ALOHA模拟分析液氨储罐的泄漏扩散。 （4）模拟在不同风速、泄漏源强度、孔径下液氨储罐泄漏后的扩散，并分析障碍物对液氨储罐泄漏扩散的影响规律。 （5）通过对ALOHA软件的学习，找出该软件的使用条件。 参考文献 [1]姚卫华，赵明等.液氨泄漏事故应急处置关键环节研究.2010年中国消防协会科学 术年会论文集[C]北京,中国消防协会,2010:631-633. [2]杨涛，王旭炎等.氨气泄漏事故的统计及后果分析[J].计算机与应用科学，2011,28（10）：1285-1288. [3]胡圆圆.室内重气泄漏扩散的数值模拟研究[D].江苏：南京工业大学，2011. [4]陈先进，齐达，吴崇健.封闭空间中的气体泄漏扩散仿真[J].计算机仿真，2003,20（2）：24-27. [5]孙东亮，蒋军成，张明广.基于质量流率离散方法的液氨储罐泄漏扩散模型的研究[J].工业安全与环保，2010,36（6）：5-8. [6]王洪德，莫朝霞.基于高斯模型的液氨储罐泄漏扩散仿真分析[J].中国安全科学学报，2010,22（9）：31-36. [7]崔铁军，马云东.基于CA-气团的市内重气扩散模拟与研究[J].中国安全生产科学技术，2013,9（8）：10-16. [8]王英伟，吴琦，隋祥，等．应用Excel 模拟高斯烟团模式计算危险气体泄漏［J］．环境科学与管理，2008，33(5): 173－176． [9]孙莉，赵颖，曹飞，等．危险化学品泄漏扩散模型的研究现状分析与比较［J］． 中国安全科学学报，2011，21(1): 37－42． [10]葛晓军. 基于计算流体力学3D 动态模拟技术的PLACS 系统推介[J]. 安全 与环境学报, 2003, 3(6): 76. [11]丁信伟, 王淑兰, 徐国庆. 可燃及毒性气体扩散研究[J]. 化学工程, 2000, 28(1): 33-36. [12]蒋军成, 潘旭海. 描述重气泄漏扩散过程的新模型[J]. 南京化工大学学报, 2002, 24(1): 105-110. [13] 何宁.有毒气体扩散模型在事故救援中的应用［J］.自然灾害学报，2009，18(5): 197 -200. [14] 张景钢. 危险化学品泄漏扩散模拟的研究[D]. 山东: 山东科技大学, 2006. [15] V. M. Fthenakis.HGSYSTEM: A Review, Critique, and Comparison with other models[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries,1999(12): 525-531. |
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