Моделирование утечек газа из подземных газопроводов в аварийных ситуациях

• Автор: Павлюков, Сергей Петрович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 119 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ГАЗА ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ В АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

1.1 Аварийность газораспределительных сетей

1.2 Проблема обнаружения утечек газа из трубопроводов распределительной сети.

1.3 Исследование процессов фильтрации природного газа от места утечки через грунт.

1.4 Существующие методы исследования распространения природного газа в воздухе.

1.5 Выводы по первой главе и постановка задачи исследования

2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА В ГРУНТЕ И ВОЗДУХЕ.

2.1 Модель процесса фильтрации природного газа в грунте.

2.1.1 Алгоритмы расчета уравнений фильтрации газа в грунте

2.1.2 Расчет одномерной задачи фильтрации природного газа
2.2 Уравнения модели процессов распространения природного газа
в воздухе
2.2.1 Алгоритмы расчета уравнений распространения газа в воздухе
2.3 Перетекание газовоздушной смеси по полостям подземных сооружений.
2.4 Выводы по второй главе
3 ПРИКЛАДНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВА НИЯ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ГАЗА В ГРУНТЕ И ВОЗДУХЕ .
3.1 Процедуры расчета математической модели процессов распространения газа в грунте и воздухе
3.2 Основные возможности прикладной программы для численного моделирования процессов распространения газа в грунте и воздухе .
3.3 Состав и внутренняя структура прикладной программы
3.4 Выводы по третьей главе.
4 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УТЕЧЕК ГАЗА ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ В АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ В ГРУНТЕ И ВОЗДУХЕ .
4.1 Распространение природного газа в грунте при его утечке из подземного газопровода.
4.2 Методы теории подобия в задаче распространения природного
газа в воздухе
4.3 Распространение природного газа в диагностической скважине
при его утечке из подземного газопровода.
4.4 Распространение природного газа в атмосферном воздухе при
его утечке из подземного газопровода.
4.5 Расчет перетекания газовоздушной смеси по полостям подземных сооружений
4.6 Карта прогноза распространения газа в грунте и подземных сооружениях при возникновении утечек газа.
4.7 Выводы по четвертой главе
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА В ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ СКВАЖИНЕ.
5.1 Методика проведения экспериментов
5.2 Результаты экспериментов.
5.3 Выводы по пятой главе
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА В ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ СКВАЖИНЕ. Результаты экспериментов. ПРИЛОЖЕНИЕ. Акт об использовании результатов диссертационной работы. Актуальность темы. Функционирование газораспределительных сетей осуществляется под воздействием многочисленных внешних и внутренних факторов систематического и случайного характера, что определяет сложность задач по поддержанию их в рабочем состоянии. В последнее время все более остро встает проблема старения газораспределительных сетей, растет их аварийность. Наблюдается рост количества аварий, связанных с повреждениями подземных газопроводов. Многие случаи коррозионных повреждений происходят на газопроводах, не отслуживших нормативный срок. Тяжесть последствий аварий на газораспределительных сетях приводит к необходимости раннего обнаружения и предотвращения утечек газа. Опасность утечки газа определяется не только количеством вышедшего газа, но и возможностью формирования газовоздушной смеси с последующим горением. Особенно тяжело обнаруживаются утечки из подземных газопроводов в силу их скрытости. Распространение газа в 1рунте и свободном объеме подземных сооружений определяется большим количеством факторов и в настоящее время недостаточно изучено. Вследствие этого действующие нормативные документы по безопасности эксплуатации систем газораспределения имеют недостатки в области обнаружения газовых утечек. Выходом из создавшейся ситуации является использование современных технологий из области численных методов механики газов для расчета распространения газа в грунте, и воздухе. В связи с этим повышение безопасности эксплуатации газопроводов на основе моделирования распространения газа в грунте и воздухе с использованием численных методов механики газов является актуальной научной задачей. Цель работы: моделирование утечек газа из подземных газопроводов в аварийных ситуациях с целью повышения точности диагностики безопасной эксплуатации газопроводов. Методика включает в себя описания распространения газа в грунтах различной проницаемости и течения газа в подземных сооружениях и коммуникациях. Использование карт прогноза позволяет повысить качество диагностического регламента обследования газопроводов при нормальной эксплуатации и в аварийных ситуациях. Достоверность результатов. Основные допущения, принятые при выводе исходных уравнений модели, широко используются в работах других авторов. Адекватность модели оценивалась путем сопоставления расчетных данных с результатами экспериментальных исследований. Практическое значение и реализация результатов. Разработанные в диссертации теоретические и практические положения обеспечивают повышение надежности эксплуатации систем газоснабжения. Основные результаты диссертации обосновывают методы поиска утечек при эксплуатации газораспределительных сетей и позволяют повысить эффективность работы служб эксплуатации газопроводов. Апробация работы. Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж -г. Международном конгрессе «Наука и инновации в строительстве (В-)» (Воронеж ). Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных работ общим объемом стр. Личный вклад автора составляет стр. Три статьи опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК ведущих рецензируемых журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации: «Приволжский научный журнал», «Известия ОрелГТУ», «Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура». Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 9 страницах и содержит: страниц машинописного текста, рисунка, 2 таблицы, список используемых источников из 0 наименований и приложение. Статистику по повреждениям газораспределительных сетей фиксирует Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзо-ру [2].