障碍物阻塞率对氢-空气爆燃的影响

为深入了解氢气在不同阻塞率条件下的爆燃特性,以提升氢能使用的安全性,并为氢能在船舶和生活领域安全应用以及抗爆减灾设计提供科学依据。研究利用Open FOAM软件结合大涡模拟(LES)模型,对半开敞管道内氢气在不同阻塞率条件下的爆燃火焰动力学特性进行了深入分析。研究发现障碍物的阻塞率显著影响氢气爆燃的火焰传播速度和爆燃压力;火焰结构的演化过程可划分为球形、指形、射流和漩涡4个阶段;在面积阻塞率为0.7时,火焰传播速度达到极大值177.5 m/s,相较于阻塞率为0.5和0.3时分别快1.31倍和1.82倍;相同阻塞率下,不同厚度的障碍物对火焰速度的影响不大;爆燃压力在阻塞率为0.7时达到峰值74.7 kPa,较阻塞率为0.5和0.3时分别高出1.32倍和1.7倍,同时火焰结构和行为受到未燃气体流场的显著影响,为氢能设备的安全设计和布置提供重要的理论基础,并对氢气爆炸的抗爆减灾设计具有重要的理论支撑作用。通过这项研究,可更有效地预防和减轻氢气爆燃带来的风险,确保氢能在船舶和生活领域的安全应用。

障碍物排列方式对非均匀氢-空气混合物爆炸特性的影响

通过数值模拟研究了不同障碍物排列方式对非均匀氢-空气混合物爆炸火焰动力学的影响,模拟预测的爆炸特性参数均与实验结果吻合良好。模拟结果表明,预混火焰在管内经历了球形火焰、指形火焰、锥形火焰和絮状火焰4个阶段的演化过程。火焰经过障碍物时流场严重不稳定,导致火焰发生严重畸变。当障碍物两侧布置时,火焰最先到达管道出口,压力最快达到峰值。管道顶部障碍物能显著提高爆炸压力,与底部布置相比,障碍物在管道两侧布置和顶部布置时爆炸峰值压力分别增加了23%和74%。该研究可为氢安全规划和防爆提供理论指导。

不确定条件下船用LNG燃料应用前景分析

针对不确定条件下船用LNG燃料应用前景的评价问题,即分析了船用LNG燃料发展状况,建立了船用LNG燃料应用前景分析的PEST-SWOT层次评价模型.利用证据推理方法(ERA)计算各指标的置信度,评价船用LNG燃料在我国推广应用的内部优势、内部劣势、外部机遇、外部威胁.根据各方案的评价结果,计算不确定条件下船用LNG燃料应用前景的SWOT战略四边形.计算结果表明:船用LNG燃料在我国的应用前景属于增长型战略,兼具内部优势与外部机遇.

内河LNG动力船机舱NG泄漏爆炸对人员的损伤后果

为评估液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)动力船机舱内气体燃料泄漏和气云爆炸后果和对机舱内人员的损伤程度,对三维计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)工具Fluidyn的可靠性进行验证,建立典型内河LNG动力船机舱模型,通过数值模拟研究不同情境下机舱内气体燃料泄漏事故和爆炸事故后果,结合相关损伤准则研究事故后果对机舱内人员的损伤程度。研究结果表明:小流量持续泄漏情境下,机舱内局部小空间内形成可燃爆气云,燃料最大积聚量小于1 kg,气云爆炸后果对机舱内人员无损害风险;大流量泄漏情境下机舱内可燃气云体积迅速增加,泄漏持续30 s和60 s时,燃料积聚量可分别超过3 kg和5 kg,气云爆炸可导致机舱内人员损伤程度为重伤或死亡。

柴油-LNG混燃船用柴油机特性试验

介绍了柴油-LNG混燃电控喷射系统的组成、特点及工作原理。在对X6170ZC-19柴油机进行简单改装的基础上,通过推进特性试验证明,柴油-LNG混燃柴油机的天然气消耗量计量准确,能精确控制燃料消耗量;综合替代率高;与燃用纯柴油相比,具有燃料消耗量低、热负荷低、排放指标好等优点。

尿素法同时脱硫脱硝试验研究

为提高尿素法船舶柴油机尾气同时脱硫脱硝的效率,采用配加NO_2调节NO_x氧化度的方法,在填料塔上进行了同时脱硫脱硝试验,分析了尿素溶液质量分数、液气比、NO_x氧化度、SO_2体积分数对去除效率的影响规律.结果表明,尿素法同时脱硫、脱硝最佳的尿素溶液质量分数为10%、液气比为20L/m^3,当NO_x氧化度在10%~90%时,脱硝效率随NO_x氧化度的提高而提高;在最佳操作条件、NO_x氧化度为50%时,脱硫效率可达98%,脱硝效率为48%.

LNG作为船舶动力燃料的效益分析

针对船舶采用液化天然气(LNG)作为动力燃料后的整体效益问题,从能源结构、经济利润、环境保护等方面进行评估与分析,证明LNG作为船舶动力燃料能改善能源结构,提高经济效益和提高环境保护水平。

RP5喷气燃料热释放速率试验

在符合ISO 9705标准的ISO ROOM全尺寸试验装置内对RP5喷气燃料火热释放速率进行测量,在多组不同试验条件下分析RP5喷气燃料燃烧时的热释放速率等数据,发现RP5喷气燃料在不同尺寸油盘中燃烧,油盘面积越大燃烧越剧烈,油盘尺寸为0.5 m2时会发生轰燃。

燃料电池船舶储氢方式研究现状与展望

氢能船舶开发是未来全球航运业实现节能减排目标的重要方式之一,而氢气存储技术是燃料电池船舶开发整个环节的关键。目前,高压气态储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢技术在国内外燃料电池船舶领域均有成功的示范案例,其中以高压气态储氢应用最为广泛。本文阐述现有储氢方式在船舶领域的应用情况,分析各种储氢方式的优缺点以及未来发展趋势,提出了液态储氢、金属氢化物储氢等高储氢密度的储氢方式是燃料电池船舶快速发展重要条件的结论。

柴油机烟气喷淋条件下烟黑浓度测量实验研究

[目的]为探讨水喷淋方式对柴油机烟气的烟黑净化处理效果,开展相关实验研究。[方法]利用Dekati型低压撞击器(DLPI)对烟道中烟黑进行取样,采用在取样枪上包裹加热带并控制其温度的方法防止喷淋后湿烟气冷凝,使湿烟气中烟黑进入DLPI时与其在烟道中的状态相同。实验首先利用烟气分析仪对烟气浓度均匀性进行测量,验证烟气分布基本均匀;然后利用DLPI确定取样时间,进而对不同柴油机负荷、不同喷淋水量下的烟黑净化效率进行测量比较分析。[结果]结果表明:水喷淋对烟黑的净化效率可达到50%;相同喷淋流量下,柴油机100%负荷下的烟黑净化效率高于50%负荷;当喷淋流量达到一定值后,其烟黑捕集净化效率可能达到极值;烟气在喷淋之后大粒径的烟黑颗粒明显减少,而小颗粒烟黑会发生团聚作用,在50%负荷下由于烟气速度较低,水雾与烟黑接触时间更长,小颗粒烟黑团聚效果比100%负荷中更明显。[结论]水喷淋可有效降低柴油机烟气烟黑排放。

考虑氯化钠中毒影响的PEMFC电化学性能仿真

氯化钠中毒对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电化学性能有重要影响。通过量纲分析方法修正电化学模型并利用COMSOL Multiphysics平台量化分析氯化钠浓度对质子交换膜燃料电池性能影响,最后验证了修正电化学模型的准确性。结果表明:随着阴极空气中氯化钠浓度增大,电池电化学性能降低。低电流密度时,氯化钠浓度变化对质子交换膜燃料电池极化曲线、功率密度曲线几乎无影响;中、高电流密度时,电池输出电压、最大输出功率随氯化钠浓度增加而降低。当氯化钠浓度达到8×10^(-5)mg/cm^(3),膜最大、最小电流密度分别下降30.83%、25.23%,最大输出功率密度下降50.00%。

航拍图像海上目标定位算法

针对海上巡航监管、搜寻救助亟待解决的航拍图像目标定位问题,提出一种基于航拍图像的海上目标定位算法.通过分析航拍图像上的像点与空间物标点的对应关系,建立摄像机中心、图像上的像点、海上目标3者之间几何关系模型,研究一种利用航拍图像对海上目标进行定位的算法.实测结果表明:该算法定位精度可以满足巡航监管、搜寻救助对海上目标定位的要求;同时,为实现航拍图像上指定目标位置信息在ECDIS上的直接显示奠定基础.

关于船用LNG燃料发展的分析与探讨

船用LNG的发展具有清洁环保、经济高效的优势,对节能减排、优化能源结构、改善空气质量和避免水域污染意义重大。为此,对船用LNG燃料发展进行了探讨与分析,通过数据对比分析,总结了船用LNG燃料经济环保、安全可靠、适用性强的优势,指出了目前船用LNG发展所存在的问题,明确了船用LNG燃料的发展形势。同时,运用相关数据,首次对2015年、2025年佛山市船用LNG需求量进行预测,并针对目前船用LNG燃料发展存在的关键问题提供了合理的建议。

船舶清洁能源应用及发展方向

改革开放以来,我国经济发展水平也越来越高,但是随之而来的环境污染也成为不可承受之痛,长江作为中华民族的母亲河,不仅孕育了灿烂的中华文明,在当今中国经济的发展进程中更是起到了交通大动脉的作用,长江黄金水道在带来惊人运输效益的同时,大量船舶因燃烧传统柴油燃料造成污染也是惊人的,作为一名武汉长江边出生长大的高中学生,通过所学物理化学知识,分析船舶污染、黑烟的来源,提出船舶清洁能源应用选择发展方向。

氨燃料船舶氨气处理技术探索

随着航运业碳减排战略实施,作为零碳燃料,氨将成为船舶行业碳减排有力措施,氨燃料应用技术也将随之发展。氨气处理技术作为船舶安全运营的保障措施之一,必然紧跟氨燃料应用技术进步而发展。目前,船级社对船舶氨气排放的要求比较简略,未提出详细的设计要求。文章对现有陆地工业氨气处理技术进行分析,认为氨气吸收技术是当前最适合氨燃料船舶的氨气处理手段,而氨气燃烧和催化氧化技术在应用成本和NOx排放方面还有待改善。

用天然气作为船舶发动机燃料

用天然气作为运输工具的发动机燃料可以节约能源，并减少环境污染。从经济合理性和提高生态特征观点论证了内河航运改用天然气资料的可能性。

内河LNG水上加注站建设制约因素的探讨

LNG水上加注站作为LNG动力船推广的主要配套设施,其建设成网对于国家大力推广LNG动力船,减少水运行业船舶污染具有重要意义。然而在项目具体推进过程中,船舶气体污染物排放标准缺失,使得LNG动力船因经济上没有竞争优势而不能按计划推广;LNG水上加注站的相关技术标准、规范制定滞后,又造成LNG水上加注站缺少必要的法律支撑。多种因素的制约导致LNG水上加注站建设进程缓慢。

某双燃料集装箱船LNG罐立式安装工艺

本文主要针对双燃料集装箱船LNG罐的立式安装技术及过程控制等,对LNG罐立式安装程序、生产准备、精确定位等进行详细描述。

多光谱反演火焰温度及烟黑体积分数研究

[目的]为准确了解火焰内部的温度与烟黑浓度分布,[方法]使用高光谱仪研究从火焰光谱强度图像反演的二维温度与烟黑体积分数的分布。首先,使用高光谱仪拍摄实验室乙烯层流扩散火焰,得到包含多光谱信息的高分辨率图像;然后,对图像波长进行分析和筛选,通过对黑体炉的标定得到多波长的辐射强度信息;最后,通过反演得到火焰温度和烟黑体积分数的二维分布。[结果]研究结果表明,得到的火焰温度与其他文献结果相比,最大温度偏差为2.77%,吻合较好。[结论]研究得到的火焰温度和烟黑体积分数的分布结果具有准确性。

基于事故树分析法的船舶LNG燃料加注火灾防控研究

文章采用事故树分析法,对船舶LNG燃料加注时可能引起火灾的事件进行了分析,提出了相应对策,为LNG动力船舶燃料加注的安全管理提供了参考。