[发明专利]一种燃气管道射流火焰作用范围预测方法

说明书

本发明公开了燃气管道安全防控技术领域的一种燃气管道射流火焰作用范围预测方法，旨在解决现有技术中由于缺乏对管道天然气不同泄漏角度射流火焰的研究，经典预测模型在进行危害分析时将各种角度的射流火焰一概而论，导致计算误差较大，无法为应对复杂情况下的安全防控工作提供准确参考的技术问题。所述方法包括如下步骤：采集管道设计参数和周围环境资料；确定预设伤害程度所对应的热通量；根据管道设计参数、周围环境资料、热通量，计算获取预设伤害程度所对应的各角度射流火焰作用范围。

技术领域

本发明涉及一种燃气管道射流火焰作用范围预测方法，属于燃气管道安全防控技术领域。

背景技术

石油天然气管道运输凭借其效率高、连续性强等特点，已经成为我国五大运输产业之一。目前，我国使用年限25年以上的输送管道已超过六成，大量管道进入故障多发期。因管道故障而泄漏的天然气，遇到火源极易引发火灾和爆炸事故，如果不能采取切实有效的预防措施，势必造成严重的人身伤害和财产损失。

目前，已经有不少专家和学者开始对天然气管道泄漏所导致射流火焰的危害进行研究，但其研究重点主要针对天然气管道在竖直方向发生射流火焰，对于天然气不同泄漏角度的射流火焰研究较少，对不同方向射流火焰危害范围的评估所做的探索非常有限，无法为应对复杂情况下的安全防控工作提供准确参考。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种燃气管道射流火焰作用范围预测方法，以解决现有技术中由于缺乏对管道天然气不同泄漏角度射流火焰的研究，经典预测模型在进行危害分析时将各种角度的射流火焰一概而论，导致计算误差较大，无法为应对复杂情况下的安全防控工作提供准确参考的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种燃气管道射流火焰作用范围预测方法，包括如下步骤：

采集管道设计参数和周围环境资料；

确定预设伤害程度所对应的热通量；

根据管道设计参数、周围环境资料、热通量，计算获取预设伤害程度所对应的各角度射流火焰作用范围。

优选地，确定预设伤害程度所对应的热通量，包括：参照热通量伤害准则，确定预设伤害程度所对应的热通量；所述伤害程度包括对人的影响程度，所述对人的影响程度包括安全、重伤、死亡中的至少任一项。

优选地，根据管道设计参数、周围环境资料、热通量，计算获取预设伤害程度所对应的各角度射流火焰作用范围，包括：

根据管道设计参数和周围环境资料，计算获取管道泄漏燃气的质量流速及其对应的射流火焰长度；

将管道泄漏燃气的质量流速、射流火焰长度、热通量代入预设模型，计算获取预设伤害程度所对应的各角度射流火焰作用范围。

优选地，所述管道设计参数包括管内燃气压力、管内燃气温度，所述周围环境资料包括管外大气压力、管外环境温度、管外环境风速。

优选地，如果泄漏燃气为声速流动，所述质量流速，其计算公式如下：

如果泄漏燃气为亚声速流动，所述质量流速，其计算公式如下：

式中，Q为管道泄漏燃气的质量流速，C_d为燃气泄漏系数，A为管道裂孔面积，P为管内气体压力，M为燃气摩尔质量，K为燃气绝热指数，R为燃气常数，T为管内燃气温度，P₀为管外大气压力。

优选地，泄漏燃气为声速流动的判定条件为：

泄漏燃气为亚声速流动的判定条件为：