埋地CO 2 管道输送泄漏扩散数值模拟

发布时间：2025-05-28 00:25

　　CO₂的捕集、利用和封存（Carbon Capture、Utilization and Storage,CCUS）技术是一项新兴的、具有大规模CO₂减排潜力的技术,主要是将工业排放的大量CO₂进行捕集并加以利用和封存。本文的核心内容以延长油田36万吨/年CO₂管道输送项目工况为背景,研究土壤孔隙率、泄漏孔直径、管道输送压力、管道直径、埋地深度这五个因素对埋地CO₂管道小孔泄漏扩散的影响,得到CO₂在土壤中的泄漏扩散过程特性,最后给出埋地CO₂输送管道在运行时地表的具体警示范围。以埋地管道泄漏模型为基础,从射流动力学、多孔介质、流体力学等相关理论出发,构建三维埋地CO₂管道泄漏扩散的几何模型,并利用FLUENT软件模拟出不同因素影响下管道泄漏后CO₂在土壤中的扩散规律。以5%CO₂浓度为危险浓度临界值来确定危险浓度范围,对CO₂在土壤中扩散进行了定性、...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 目的及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 CCUS技术简介
        1.1.3 CO₂管线的建设
        1.1.4 CO₂泄漏的安全隐患
        1.1.5 CO₂安全问题
    1.2 管道泄漏扩散的研究现状
        1.2.1 CO₂泄漏扩散的国内研究现状
        1.2.2 CO₂泄漏扩散的国外研究现状
    1.3 课题研究内容
    1.4 课题研究技术路线
第二章 CO₂泄漏扩散理论基础
    2.1 CO₂管道输送相态
        2.1.1 纯CO₂相图
        2.1.2 含杂质CO₂相图
    2.2 多孔介质的基本理论
    2.3 泄漏动力学理论
        2.3.1 射流理论
        2.3.2 射流动力学
    2.4 流体力学基本理论
    2.5 湍流方程
    2.6 埋地管道的Fick扩散模型
    2.7 焦耳-汤姆生效应
    2.8 本章小结
第三章 管道泄漏扩散模型建立
    3.1 数值模拟软件介绍
    3.2 建模流程
        3.2.1 建模及划分网格
        3.2.2 边界条件设置
        3.2.3 设置基本类型
        3.2.4 多孔介质区域
        3.2.5 求解参数设置
        3.2.6 数据处理
    3.3 模拟计算与实验结果验证
        3.3.1 对比实验确定
        3.3.2 模拟实验设定
        3.3.3 模拟结果
        3.3.4 结果分析
    3.4 本章小结
第四章 CO₂泄漏扩散影响因素分析
    4.1 埋地管道模型介绍
        4.1.1 管道-小孔泄漏模型
        4.1.2 三维埋地管道模型建立
    4.2 扩散影响因素模拟结果分析
        4.2.1 土壤孔隙率对泄漏扩散的影响
        4.2.2 泄漏孔径对泄漏扩散的影响
        4.2.3 管道入口压力对泄漏扩散的影响
        4.2.4 管径大小对泄漏扩散的影响
        4.2.5 埋地深度对泄漏扩散的影响
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究成果
    5.2 建议与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果



本文编号：4047784