原文传递
低温液体的泄漏扩散机理及防护策略研究
| 论文题名： | 低温液体的泄漏扩散机理及防护策略研究 |
| 关键词： | 液氢加氢站;低温液体;泄漏扩散机理;防护策略 |
| 摘要： | 液氢加氢站规模化建设成本低、规避高压存储风险、扩容能力强，是未来加氢站建设重要的发展趋势。然而，由于液氢的燃爆与低温特性，在发生液氢泄漏事故时可能会造成燃爆或低温冻伤事故。因此，研究液氢的泄漏扩散机制并建立起科学有效的防护策略，具有重要的现实意义。 本文搭建了低温液体泄漏实验平台，开展了小孔泄漏实验探究低温重气羽流的扩散特性，建立了低温液体泄漏的CFD模型，分析了开放空间与真实加氢站内低温氢气的运动特性，提出了基于空气幕的液氢泄漏防护策略，研究了空气幕的防护效果，并对空气幕防护进行了优化。 发生低温液体射流泄漏事故时，泄漏压力与初始状态的改变都会对羽流产生影响。在液氢的射流泄漏事故中，如果氢气云团具有较大水平速度，由于惯性力的作用更加显著，浮升力的作用难以显现，云团主要表现为前进运动，这使得在加氢站场景中，氢气云团会在障碍物附近堆积。空气幕对云团主要起到稀释和托举作用，对比实体结构防护，空气幕防护能有效削减氢气云团的可燃距离至20 m左右，并且能有效抬升云团高度，当下风向距离为 5 m 时，云图高度已高于 3 m，事故危害大大降低了。当空气幕风速在12 m/s以下时，提高空气幕风速能显著增强空气幕防护效果。此外，缩小空气幕宽度和空气幕与泄漏源之间的距离也能增强防护效果，改变空气幕温度对防护效果的影响不明显。 本文的研究补充了当前液氢加氢站中射流泄漏事故研究的不足，提出了基于空气幕的防护策略，取得了较好的防护效果。 |
| 作者： | 李鑫坤 |
| 专业： | 能源动力 |
| 导师： | 谢军龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
