加氢站高压低温氢气泄漏扩散数值研究

为了明确加氢站发生高压氢气泄漏后形成可燃区域的分布特性,进行了某加氢站中的35 MPa和70 MPa加氢机发生泄漏事故的数值模拟。研究了泄漏孔径和氢气预冷温度对稳态可燃区域分布形态和体积的影响。计算结果表明,70 MPa加氢机泄漏形成的可燃区域体积约为35 MPa加氢机的两倍。泄漏孔尺寸对可燃区域体积有非常显著的影响。随着预冷温度的降低,射流边界层的气流速度降低,氢气质量分数增大,且后者对稳态可燃区域体积的影响更大,尤其在发生中孔泄漏时,随着氢气预冷温度从300 K降低至240 K,35 MPa加氢机泄漏形成的可燃区域体积从5590 m~3增加到16835 m~3,增长率为201.16%,同时可燃区域的形态从“平面”转换到“羽状”。

R32泄漏检测位置对室内安全性的影响

针对壁挂式空调机通过实验和仿真的方法分析了R32制冷剂在不同泄漏位置、泄漏速率、空调运行状态下房间和室内机内R32的扩散规律及浓度分布。通过是否达到R32检测传感器报警浓度,传感器响应位置及可燃下限浓度区域等进行安全性评价。结果表明:室内机内传感器报警时间约为40 s,响应速度相比房间内传感器快约50%;实验和仿真结果具有较高一致性;泄漏位置对R32扩散规律的影响较大、泄漏速率的影响较小,空调送风状态下的R32泄漏报警浓度区域远小于停机状态,且停机泄漏的室内机内R32浓度是送风泄漏的4倍以上;R32传感器在室内机内的最佳放置位置为电气盒和前换热器之间偏下方区域;换热器翅片处R32泄漏时,传感器无响应,制冷剂持续进入房间内,存在安全隐患;LFL区域最大约为3×10^(-6) m^(3),安全风险较低。

燃气连续性泄漏扩散规律的研究

燃气的泄漏和扩散会对人员和环境造成极大的危害,为此,利用CFD方法对燃气连续性泄漏后的扩散现象进行了数值模拟.以丙烷为例,着重研究了障碍物宽度、燃气泄漏速度、风速、泄漏源与障碍物的距离等因素对燃气的扩散过程的影响.在大量数值模拟数据的基础上,经分析得到了燃气在扩散过程中遇障碍物阻挡时的分布规律.

室内天然气泄漏扩散数值模拟及试验验证

为研究厨房内泄漏天然气的浓度分布及其变化规律进而分析评价其危险性,通过Gambit软件建立一个典型的住宅厨房几何模型,采用Fluent软件模拟灶具软管脱落导致天然气泄漏时,在厨房门不同开度状态下厨房内天然气浓度场及可燃区域分布。模拟结果表明:门开度越大,室内可燃区域体积越小,天然气浓度分布趋于稳定的时间越短,稳定时天然气浓度越低,厨房内出现较大可燃体积所需的泄漏时间越长;当门全开时,厨房内不会出现可爆空间。搭建一个小尺寸的厨房实物进行泄漏试验,同时进行天然气浓度的实测和Fluent模拟,模拟结果与实测结果基本吻合,从而验证Fluent模拟的有效性。

多因素下居民室内天然气泄漏扩散数值模拟

住宅天然气的意外泄漏会对居民造成重大威胁。利用CFD方法模拟分析典型住宅天然气泄漏的燃爆区域影响因素等扩散规律,重点评价了自然通风对减少爆炸风险的作用,并通过实验对模拟结果进行了验证。模拟结果表明:易燃云在空间上部堆积并蔓延到相邻的房间,自然通风是防止天然气积聚、降低泄漏风险的有效方法。

燃料电池城市客车氢气泄漏扩散研究

针对燃料电池汽车氢气泄漏带来的安全问题,研究了燃料电池汽车氢气泄漏和扩散机理,对于整车氢安全设计,具有非常重要的意义。建立了城市客车氢瓶舱模型,对静止与匀速行驶时的氢气泄漏扩散情况进行了数值模拟计算,得到了这两种工况下氢瓶舱内氢气可燃区域的浓度分布情况。结果表明:氢瓶舱顶部及边角是氢气扩散后易形成高浓度聚集的区域;由通风口进入氢瓶舱的气流对氢气泄漏后的扩散有很大的促进作用,使氢气可燃区域大幅度降低;不同的通风口进气角度,也可对氢瓶舱内的氢气浓度分布产生一定影响。