高压CO2管道泄漏扩散行为研究开题报告

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1. 研究目的与意义（文献综述）

1选题的目的及意义

随着煤炭、石油和天然气等化石燃料的使用并逐渐成为人类能源消费结构的主体，使人类生活变得方便快捷，促进了人类科技的进步，但同时由于使用化石燃料的同时会排放大量的co₂气体，大量co₂气体的排放导致温室效应的产生，进而导致全球变暖，冰川融化，海平面上升和极端天气等多种灾害。有数据表明，在过去一百年里，海平面上升了近20厘米，据一些科学家预测，如果不采取措施，到本世纪末，海平面或上升1.4米，世界部分岛屿将会被淹没。除了减少化石燃料使用从而达到减少co₂气体排放外，利用碳捕集和封存技术可以有效消除全球部分碳排放量。碳捕集和封存技术（carbon capture and storage,简称ccs）是对已排放的co₂进行捕集、封存的技术，是国际社会应对全球气候变暖的重要方法和策略。根据全球气候变化专门委员会（ipcc）指出，碳捕集合封存技术可以消除全球20%-40%的碳排放量，是未来最有发展潜力的解决全球变暖和温室效应的技术之一，而co₂高压管道运输是碳捕集合封存技术链的中间环节，也是非常重要的一个环节。

2. 研究的基本内容与方案

1借助ansys workbench分析软件，建立高压co₂管道泄露三维模型，并对其进行较为合适的“内密外疏”网格划分。

2采用合适的初始条件、气体状态、湍流模型和控制方程对高压co₂管道泄漏扩散行为进行研究。

3在距离泄漏口一定距离的管道远端设置入口输入高压co₂的速度、压力等各项参数。

3. 研究计划与安排

2020年02月16日--02月28日: 调研. 拟定提纲. 完成《开题报告》。

2020年03月01日--03月10日: 阅读参考文献，熟悉计算流体力学数值仿真的基本流程。

2020年03月11日--03月20日: 分析总结高压二氧化碳管道泄露过程及相态变化。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] witloxh w m, stene j, harper m, et al. modelling of discharge and atmospheric dispersionfor carbon dioxide releases including sensitivity analysis for wide range ofscenarios[j]. energy procedia, 2011, 4(1): 2253-2260.

[2] wareingc j, fairweather m, falle s a e g, et al. modelling punctures of buriedhigh-pressure dense phase co2, pipelines in ccs applications[j]. internationaljournal of greenhouse gas control, 2014, 29: 231-247.

[3] herzog n，egbers c. atmospheric dispersion of co₂, released from pipeline leakages[j].energy procedia,2013,40:232-239.