分子擴(kuò)散是物質(zhì)傳遞的一種重要方式，只要存在濃度梯度（濃度差）,、壓力梯度,，天然氣就會自發(fā)地發(fā)生由高壓區(qū)向低壓區(qū)、高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的質(zhì)量傳遞,，直至壓力,、濃度達(dá)到平衡。天然氣壓縮機(jī)房可燃?xì)怏w泄漏,，主要發(fā)生在壓縮機(jī)進(jìn)出口管道上的各種連接件,。泄漏規(guī)模一般是按照泄漏孔徑的大小劃分，法蘭及其它連接件的泄漏也可以用當(dāng)量孔徑來衡量,。即天然氣管道泄漏一般為孔口泄漏,，泄漏過程可看作是可壓縮氣體的孔口出流。從事故事件調(diào)查情況看,，小規(guī)模（小孔徑）泄漏事故發(fā)生的可能性較大,，大規(guī)模（大孔徑）泄漏事故發(fā)生的可能性較小。事實上,，若天然氣管道發(fā)生大規(guī)模泄漏,，泄漏出的天然氣將迅速充斥整個壓縮機(jī)房空間，可燃?xì)怏w探測器布置在任何位置都將能夠有效探測,。因此,，有關(guān)可燃?xì)怏w探測器布置，只需要考慮小規(guī)模泄漏,。這里,，將泄漏點看成是1個足夠小的孔，將管道看成是一個容積足夠大的容器,。因而,，管道內(nèi)壓力不會受泄漏影響而發(fā)生變化,，即等壓泄漏。
1,、通風(fēng)不良環(huán)境可燃?xì)怏w泄漏狀態(tài)
在封閉場所內(nèi),，由于通風(fēng)不良（可以理解為靜風(fēng)環(huán)境），天然氣自泄漏孔口噴射出來后呈高濃度高壓力狀態(tài),，與周圍環(huán)境存在較大壓差,，并局部產(chǎn)生漩渦，形成“真空區(qū)”,，周邊氣體會橫向流向射流邊界層,，從而彌補由“真空區(qū)”造成的低壓，壓力會在很短時間,、很小范圍內(nèi)與周圍環(huán)境平衡,，并與周圍介質(zhì)發(fā)生摻混，不斷地向大氣擴(kuò)散,，從而形成一種自由擴(kuò)散形態(tài),，濃度和速度分布基本上都呈對稱分布。
由于天然氣的分子量約為16,，不足空氣平均分子量（29）的60%,，泄漏的天然氣在空氣中將受到鉛直向上的浮力的作用。在距離泄漏孔口不遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi),，初始動量起主要作用,，其流動特性與純射流相近，基本上不受空氣的影響,。而隨著噴射距離的增大,，其射流的寬度逐漸增大，分布區(qū)域逐漸變大,，由于沿程卷吸周圍靜止流體的阻滯作用,，初始的動量作用漸漸減弱。相反,，浮力作用逐漸突出,，最終占據(jù)主導(dǎo)地位，天然氣自由擴(kuò)散程度越來越大,，最終運動高度可達(dá)區(qū)域空間頂部,，其泄漏狀態(tài)總體呈蘑菇云狀。若泄漏點在管道上方,，射流鉛直向上，此時在泄漏點水平距離較遠(yuǎn)處一定高度范圍內(nèi)將成為監(jiān)測死角,。事實上,，無論是垂直方向還是水平方向,，隨著擴(kuò)散距離的延伸，天然氣濃度將會衰減,，甚至低于爆炸下限的25,，可燃?xì)怏w檢測報警系統(tǒng)將無法啟動。
另一方面,，泄漏天然氣受浮力作用,，最終運動將達(dá)空間頂部。此時,，由于區(qū)域頂部為封閉空間,，泄漏的天然氣將源源不斷地在頂部聚集，甚至達(dá)到爆炸極限,。
2,、屋頂強(qiáng)制排風(fēng)條件可燃?xì)怏w泄漏狀態(tài)
基于1對通風(fēng)不良環(huán)境可燃?xì)怏w泄漏狀態(tài)分析，當(dāng)壓縮機(jī)房頂部設(shè)置機(jī)械排風(fēng)裝置時,，無論是自然補風(fēng)還是機(jī)械補風(fēng),，廠房內(nèi)的空氣流動狀態(tài)都將發(fā)生變化，泄漏的天然氣射流將向排風(fēng)口鉛垂位置偏轉(zhuǎn),。由于空氣流動方向總體向上,，泄漏天然氣除受到浮力作用向上移動外，同時還要受到向上空氣運動的裹挾作用,，向上運動速度將加快,，水平擴(kuò)散距離將會收窄，監(jiān)測死角空間將加大,。另一方面,，由于向上運動速度加快，天然氣濃度降低速率也將加大,，若泄漏量不足以維持足夠的濃度,，當(dāng)可燃?xì)怏w探測器安裝位置較高時，檢測報警系統(tǒng)將無法啟動,。
