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科技视界0引言
天然气作为一种清洁优质的能源，在我国大力发展低碳经济的过程中获得了前所未有的发展。由于我国的天然气资源产地远离天然气需求中心，而且从总体上来说，我国并不具备足够丰富的天然气资源，而是通过运输将国内外的天然气资源运送至天然气消费城市，因此天然气的运输十分重要。又由于运输管道距离长，运输天然气量大，因此管道泄漏事故频发，为预防此类事故发生进而造成重大损失，人们对天然气管道泄漏扩散过程研究就显得尤为重要。本文综述了人们对天然气泄漏扩散的模型研究，阐述了目前天然气泄漏模型、扩散模型的适用范围及进展，为今后的研究提供了参考资料。 1泄漏模型
目前，常用的气体泄漏模型主要有Levenspie [1]、Crowl [2]孔隙模型及管道模型。其中孔隙模型又分为小孔模型和大孔模型，其适用范围分别为泄漏孔与管道直径比d/D≤0.2和直径比为0.2<d/D<0.8的情况。当泄漏孔与管道直径比d/D≥0.8时，则可按管道模型进行计算[3]。而对于气体泄漏，严格来说其均属于非稳态泄漏，由于泄漏率动态计算十分复杂，因此常常将稳态模型与非稳态模型进行结合应用。冯云飞等[4]以国内外泄漏速率计算模型为基础，研究燃气管线泄漏率计算的主要模型和分类方法，总结出稳态条件下小孔模型、大孔模型和管道模型的计算式，说明其各自的适用范围，并指出在
此情况下的分界点分别为直径比d/D 为0.2和0.6，此外还提出对于大孔模型高压和低压分开计算泄漏率的新方法。王大庆等[5]则提出在不同起始压力下或泄露发生于管线起点不同距离处的一种泄漏率简化方法，该方法不仅避免了判断流型的复杂过程，还解决了因出现孔口亚临界流而导致泄漏率求解不变的问题，对泄漏模型的发展起到了推动作用。向素平等[6]结合实际中的限流情况和因紧急切断装置动作造成的不稳定状态，以及管道泄漏处天然气的流速(音速或是亚音速)，建立了管道泄漏模型，若将所建模型和扩散模型结合，可以更准确的得出该泄漏所造成的影响范围，对抢修工作具有一定的指导意义。
2扩散模型
表1天然气扩散经典模型的比较
与气体泄漏模型相比，气体的扩散模型有许多经典的计算模型，如高斯模型、BM 模型、Sutton 模型、FEM3模型等，但其均各自限制，表1罗列了几种气体扩散的经典模型[7]。
随着人们对气体扩散过程的深入了解，人们又提出许多新的气体扩散计算模型。如美国空军开发的AFTOX 模型[8]，即危险气体扩散模型，此模型是一种多烟团叠加模型，适用于模拟点源以及区域气体扩散过程，不适用于模拟重气扩散;HEGADAS 模型[9]，适用于重气连续源泄露，尤其适用于液化天然气管道的泄漏扩散；还有适用于中气和重气扩散模拟及点源及区域气体扩散过程的DEGADIS 模
型[10]；由美国环保局开发的只适用于中性气体扩散的INPUFF 模型等[11]。
近几年，人们在从事易燃易爆、有毒气体扩散领域也取得了一些成果。如潘旭海等[12]在箱模型基础上建立了LTA-HGDM 模型，该模型具有形式简单、模拟精度较好、运算快捷等优点。肖建明等[13]提出了一种计算高斯模型扩散面积的算法，该算法解决了易燃易爆和有毒气体在中毒或爆炸下限危害浓度范围内的面积计算问题，可以大大缩短灾害后果评估时间、提高灾害后果评估精度，对预防、减少人员伤亡和财产损失产生了积极影响。王树乾等[14]利用Fluent 的物质传输模型和湍流模型模拟了不同压力对天然气泄漏扩散的影响，为天然气泄漏扩散事故预防处理提供了理论参考。李又绿等[15]建立适合天然气管道泄漏特点的扩散模型，主要考虑泄漏扩散过程中的射流作用、膨胀效应、重力作用、水平风速等，其所建立的模型更加符合天然气管道泄漏扩散过程的实际情况，并通过算例讨论阐述不同外界条件对天然气泄漏扩散的影响，对天然气泄漏扩散的模型研究具有指导意义。
3泄漏扩散结合的模型
近年来的发展趋势表明，越来越多的扩散模型中包括了初始泄漏速率的计算模拟，所以也有一些学者开始尝试将泄漏模型和扩散模型有效地整合在一起。向启贵[16]通过对天然气管道破裂后介质的释放特点及其规律进行分析，筛选了扩散参数及模式，得到天然气管道泄漏扩散模型，采用该模型计算硫化氢扩散距离，可以为安全有效地实施安全生产及制定安全应急预案提供科学依据。刘墨山[17]利用U
DM 模型对不同的释放源在极端条件下的天然气管道事故进行了模拟计算，为安全预评价和现状评价提供了手段和方法。徐博等[18]使用Matlab 计算管道泄漏引起蒸气云爆炸事故的风险曲线，计算结果为天然气新管线的规划、建设及现有管线的调整提供了决策依据。孟志鹏等[19]提出一种基于湍流模型的可用于可爆性气体泄漏扩散的三维数值模拟方法，虽然只适用于中性气体的扩散，但也为评估泄漏事故的危害提供了一定的依据。桑博[20]利用计算流体动力学软件，选用Realizable k-epsilon 模型对天然气在空气中扩散的过程进行仿真模拟，并分析泄漏孔直径、风速、泄漏初速度、泄漏孔形状对泄漏过程影响的强弱程度，对天然气泄漏扩散的研究进展有重要意义。侯庆民[21]对天然气管道发生泄漏后的扩散情况进行了方法研究和规律分析，其模拟研究结果和泄漏扩散理论相符，为天然气泄漏扩散提供了一种分析思路。
4总结
本文分析和总结了天然气泄漏扩散模型的最新研究进展。从中我们可以看出，目前并没有模型能够天然气泄漏、扩散和爆炸三个过程进行综合描述，特别是对于扩散过程和爆炸过程，没有模型将二者统一联系起来。因此，这方面的研究仍需人们进一步深(下转第123页)
磨内喷水
天然气管道泄漏扩散的模型研究
蒋波沱邢晓龙贾彦强张旭
(沈阳航空航天大学安全工程学院，辽宁沈阳110136)
【摘要】天然气管道发生泄漏扩散是输气管道事故危害的根本原因，因此就天然气泄漏扩散进行研究至关重要。本文就当前国内外的泄漏模型和扩散模型及泄漏扩散模型的研究进展进行综述。
【关键词】天然气管道；泄漏模型；扩散模型
作者简介：蒋波沱(1990—)，男，河北人，安全工程专业，在校大三学生。
通讯作者：张旭。
项目烟羽模型烟团模型BM 模型Sutton 模型FEM3模型适用对象轻气/中气轻气/中气中气/重气中性重气适用规模大规模
大规模
大规模
大规模
不限适用时间长时间泄漏短时间泄露长时间泄漏长时间泄漏活肽粉
不限难易程度较易较易较易较易较难计算量
小小小小大优点
计算简便广泛应用于污染物扩散领域计算简便广泛应用于污染物扩散领域对重气扩散模拟效果好
对模拟湍流效果好
属于三维有限元模型，精度较
高缺点
未考虑重力影响
设备集电环
未考虑重力影响
属于经验模型，外延性较差
模拟可燃气体泄放扩散
时误差较大只适用于重气且计算量很大
112. All Rights Reserved.
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界(上接第119页)的量是多少呢?如果以厘米等为计量单位,“现在”的量又是多少呢?整个宇宙的“现在”的量应该是无穷小与有穷小的结合。无论是以厘米等为计量单位的时间，还是是以秒、分、小时等为计量单位的时间，其“现在”的量都是无穷小与有穷小的结合。
3与二维运动相关的几个问题
事物是四维的，它不仅在三维空间有位置，同时在时间一维也有位置，所以其位置不是仅仅在三维空间的一个点，而是一段线段，是柱状的.四维事物不仅是在空间运动同时也是在时间一维中运动，这两种运动轨迹是相互垂直的，因此事物的运动轨迹不是一条线而是一个面。其运动速度也是呈面状的，是二维的。运动的距离也是二维的。
测不准原理所要测的电子的位置，是电子在三维空间的位置，人们是力图测电子的点状的位置，但是，在四维空时中电子的位置不是点状的而是柱状的，是一段线段。人们所测准的仅仅是电子在三维空间的点状的位置；所测不准的是电子在四维空时的柱状的线段位置。
测不准原理所要测的电子的速度，是电子在三维空间的速度，是
测其线型的一维的速度，但是，在四维空时中电子的速度不是线型的一维的而是二维的。人们所测准的仅仅是电子在三维空间的一维的速度；所测不准的是电子在四维空时的二维速度。
同样，光速也是二维的。光一旦离开光源随即它便在四维空时中展开一个面，而光源在时间一维的轨迹微不足道，可以说它只是在三维空间运动，所以光源自身的运动速度对光速不起作用。这正是光速不变的原因。
事物的二维运动也是事物弯曲的原因。例如电子从O 到A 做直线运动，它不仅在三维空间的位置变化了，且在时间一维的位置也变化了。当它到A 时,O 已经到达O′，此时的A 因时间的变化也到达了A′；从O 到A′有一定的弯度，有一定的弯度就必然形成一个圆。这是宇宙间无数星球形成的重要原因。但是整个宇宙并不会成圆球形，因为宇宙各处的事物都在时间一维中前进。例如，当O 到达O′时,A 也可能到达A′。
[责任编辑：汤静
]
这种表达方式既体现了同情准则，也非常有意思：说话人把自己置于可怜境地，想获取别人同情，得到别人的帮助，但又不能把自己的意愿强加于人，因此虚拟语气拿来一用，恰到好处。2.2Brown&Levinson 的面子策略
Brown&Levinson 的面子策略认为人们在交际过程中希望也需要双方维护自己的面子，分为负面面子策略和正面面子策略。负面面子策略是为避免或减少交际双方的负面面子的损失而采取的策略，包括不要擅断、强迫等，正面面子策略指为维护交际双方希望被称许的这一心理而采取的策略，比如宣称双方具有共同点，或者满足受话人的某些愿望。
负面面子策略我们可以从《教程》(p.185)练习题14中看到:We suggest that this applicant apply next year.
假设句中的we 是负责面试的人事部主管，面对一个目前暂不合格不合格的求职者，那么这些主管如果不顾别人的面子，直接指出来:“你不合格”，会伤人自尊。在这种情况下，用虚拟语气可以化解陈述语气的“强势”，既给别人留了面子，又增加了自己的谦谦君子风范。这种时候用虚拟语气再恰当不过了。
再如《教程》(p.187):
I wish you would listen to your teacher’s advice.
说话人表示希望“你能听老师的建议”，但是说话人没有擅断或强迫之意，只是委婉指出自己的希望，希望受话人能接受老师的建议，非常有礼貌的一种表达，虽是为了别人好，但不把自己的意愿强加于人。
宣称双方有共同点，然后委婉把一件事情指出来，体现了正面面子策略。比如《教程》(p.190)练习题1和19:
I would certainly take you there if need be.(如果有必要，我自然会带你去。)
We unanimously recommended that a neutral chairman be appointed.(我们一致建议指定一位中立立场的人主持会议。)
第一个例句是要给受话人一点“好处”，第二个例句是大家一致通过一项决议，这项决议是建立在共识的基础上。虚拟语气的使用，体现了它的最基本用法：礼貌的传达说话人意图。
3结语
围绕为什么会存在虚拟语气这一话题，本文从从交际的礼貌策略角度探讨了虚拟语气。经过分析论证，本文认为：虚拟语气不是强势的表达语义手段，而是用礼貌方式来表达说话人的语义或意图。这便是虚拟语气的交际功能优势之所在。
高频磁芯【
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[责任编辑：王静]
(上接第112页)入探索。
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[责任编辑：周娜]
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