文 献 综 述

研究背景及目的

现代社会中，化学物质的广泛应用不仅带来了生活质量的提升，也带来了严重的安全隐患。2008年3月4日下午4时左右，宜兴市新庄街道一生物化工厂发生毒性气体泄漏事故，造成两人死亡，数十户200多名当地居民被紧急疏散^[1]；2009年9月16日晚，一辆装载氯气的大货车在委内瑞拉东部安索阿特吉州克拉里内斯镇公路上翻车，造成氯气泄漏，导致至少8人死亡，100多人中毒住院^[2]。此类事故中，重气泄露扩散，造成的后果不仅严重损害了人身安全和工业生产，造成了巨大的经济损失，还对环境和社会稳定造成了不利影响。造成事故的原因除了人为因素、材料失效和密封失效^[3]造成的泄露外，还有稀释、阻隔扩散等技术的不成熟。因此，研究水幕稀释非水溶性重气扩散具有重要的意义。

水幕是利用密集喷洒所形成的水墙或水帘，对重气的扩散可以起到一定的稀释、阻隔作用，在国外已得到广泛的应用，国内则多把水幕系统用于阻火、冷却、隔离，对于水幕稀释、阻隔重气扩散并没有深入的研究。本次实验希望达到深入了解水幕系统，分析水幕稀释重气云扩散效果的影响因素的目的。

研究现状

大规模的重气泄露现场实验虽然可以准确得知水幕效果的真实情况，但在人力、物力、财力上消耗很大，因此多用风洞实验等实验方法和计算机数值模拟进行研究^[4]。国内关于危险性气体在大气中扩散的研究报道较少。国外在这方面的研究工作始于七八十年代，直到现在该领域的研究还算比较活跃^[5]。

国外研究现状及进展

国外学者对水幕稀释、阻隔重气扩散的研究开展较早，得到了很多宝贵的实验资料，建立了预测水幕效果的数学模型，并开发了相关的软件^[6-7]，用于建模、预测和评估烟气的泄露和扩散情况。

至今为止，国外学者已经进行了多次关于重气扩散的现场实验，包括1970-1972年美国矿务局的液化气体试验，1971年ESSO和美国石油研究所的Matagorda海湾试验，1981-1982年英国健康安全执行局的HSE水喷射试验等，在这些实验中，国外学者取得了珍贵的数据资料，对真实条件下重气扩散的研究有十分重要的意义，对水幕系统的研究和改进起到了积极的作用。

在重气泄露的水幕研究方面，国外也做了现场实验，如1996年Gard在法国Champc lauson 完成的关于扇形水幕对液氨和氯气的实验，2003年J.P.Dimbour在法国完成的空心圆锥形和扇形水幕对氯气的实验等。这些实验研究了不同因素对水幕抑制扩散的影响，得到的实验数据对研究有重要意义。