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安全与环境工程2025年第04期:不同孔隙率条件下液体燃料泄漏孔隙介质渗流场的演化规律

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张宇伦;周勇雕;熊椗宇;王小勇;毛少华;

单位:中国地质大学(武汉)工程学院;中国安全生产科学研究院;中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部重点实验室;

摘要:近年来,随着液体燃料储运规模的不断扩大,燃油泄漏事故频发。通过理论分析与COMSOL仿真相结合,研究揭示了不同孔隙率条件下液体燃料在孔隙介质中的渗流场分布及渗流速度变化规律。结果表明:在液体燃料泄漏孔隙介质渗流过程中,存在明显的主通道效应,这主要与局部孔隙渗流驱动力与黏性阻力的平衡有关;液体燃料泄漏孔隙介质渗流速度主要受堆积孔隙介质床颗粒的等效直径、孔隙率、液体燃料密度、初始泄漏高度和压差等参数的综合影响;在颗粒粒径相同条件下,液体燃料泄漏孔隙介质渗流速度随孔隙率增大而增大,在50%~75%孔隙率范围内,液体燃料渗流速度与孔隙率变化关系可通过幂律函数表征,其相关系数R~2达0.99;准稳定渗流速度随液体燃料动力黏度的增大而减小,且随着孔隙率的增大,渗透速度的衰减效应更为明显。研究结果可为液体燃料泄漏火灾预防和孔隙介质环境污染物渗流扩散评估提供理论依据。

关键词:液体燃料;;孔隙介质;;泄漏渗流;;理论分析;;数值模拟

基金资助:国家自然科学基金项目(52406162);; 湖北省自然科学基金项目(2025AFB913);; 国家资助博士后研究人员计划C档资助项目(GZC20241593);; 湖北省博士后创新人才项目(2024HBBHCXA090);; 中国博士后科学基金资助项目(2024M753029);; 中国地质大学(武汉)“地大学者”人才岗位科研启动经费资助项目(2023097)