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Leakage hazard distance of supercritical CO2 pipelines through experimental and numerical studies

超临界流体 泄漏(经济) 管道运输 计算流体力学 机械 石油工程 扩散过程 材料科学 环境科学 工程类 机械工程 计算机科学 创新扩散 热力学 物理 经济 宏观经济学 知识管理
作者
Yanwei Hu,Xingqing Yan,Lei Chen,Shuai Yu,Changyuan Liu,Yu Jian
出处
期刊:International Journal of Greenhouse Gas Control [Elsevier BV]
卷期号:119: 103730-103730 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.ijggc.2022.103730
摘要

Carbon emission reductions is gaining increasing attention in various countries, and the risk of leakage is inevitable in the transport of captured CO2 to storage. In view of how to accurately explain the diffusion law after leakage occurred from the high-pressure CO2 pipeline, this paper describes experimental studies on the diffusion of atmospheric CO2 in full-size burst discharge tests of pipelines containing high-pressure supercritical phase CO2, combined with computational fluid dynamics (CFD)simulation technique, based on the heterogeneous assumption and the diffusive source assumption, the whole leakage process is divided into a jet segment and a diffusion segment, the leakage continues by means of the de inheritance method with the release data acquired from the jet segment as a new diffusion source, and a numerical model of the high-pressure CO2 leakage jet and diffusion process is constructed segmentally to analyze the leakage characteristics after the rupture of the high-pressure CO2 pipeline. The CFD models were validated against the experimental data. Based on the analysis of the data, a prediction model for the leakage hazard area of different caliber pipes is proposed, and the relationship between the caliber of the supercritical CO2 leakage and the dangerous distance is quantitatively analyzed, which provides a feasible method for the specific determination of the leakage hazard of supercritical CO2 transportation.
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