下载此beplayapp体育下载

基于FLUENT公路隧道内氢能汽车泄漏爆炸数值模拟.pdf


beplayapp体育下载分类:论文 | 页数:约6页 举报非法beplayapp体育下载有奖
下载提示
  • 1.该资料是网友上传的,本站提供全文预览,预览什么样,下载就什么样。
  • 2.下载该beplayapp体育下载所得收入归上传者、原创者。
  • 3.下载的beplayapp体育下载,不会出现我们的网址水印。
1 / 6 下载此beplayapp体育下载
beplayapp体育下载列表 beplayapp体育下载介绍
该【基于FLUENT公路隧道内氢能汽车泄漏爆炸数值模拟 】是由【学习一点新东西】上传分享,beplayapp体育下载一共【6】页,该beplayapp体育下载可以免费在线阅读,需要了解更多关于【基于FLUENT公路隧道内氢能汽车泄漏爆炸数值模拟 】的内容,可以使用beplayapp体育下载的站内搜索功能,选择自己适合的beplayapp体育下载,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此beplayapp体育下载到您的设备,方便您编辑和打印。:..研究I研究探讨基于FLUENT公路隧道内氢能汽车泄漏爆炸数值模拟陈慧超(首都经济贸易大学管理工程学院,北京100070)【摘要】在公路隧道的半封闭空间中,当氢能汽车的高压储罐发生泄漏,极小的能量就会造成严重后果。掌握氢气泄漏气云在公路隧道内爆炸及其流动性耦合规律是有效预防与控制隧道内氢气泄漏爆炸事故的关键。以氢燃料汽车在隧道口泄漏为背景,运用数值模拟软件(FLUENT)分析氢气泄漏速度、泄漏时期、泄漏位置对氢气爆炸产生的压力及温度影响。结果表明,氢气气云在隧道内的浓度及分布存在较大差异性,遇到高温表面会迅速发生爆炸。随着漏氢气浓度的增加,隧道内泄漏气云爆炸压力的上升速率与温度的峰值呈现先增大后减小的趋势。【关键词】氢能汽车;氢气泄漏;公路隧道;FLUENT数值模拟中图分类号:X9文献标识码:A0引言爆炸特性的研究,多为通风作用下泄漏爆炸隐患分当前,国内氢能产业呈现积极发展态势,已初析及燃爆事故演化研究。本文利用FLUENT软件步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集对隧道内氢气泄漏爆炸进行数值模拟,针对不同泄成等主要技术和生产T艺,在部分区域实现燃料电漏场景下氢气云被高温表面引爆后,对隧道中温池汽车小规模示范应用…。度、压力传播及氢气分布规律开展研究,为隧道内国内对于氢气泄漏扩散规律及爆炸的相关研究氢气泄漏爆炸事故的应急救援工作及隧道的安全设已较为丰富,如模拟研究了氢气爆炸引起的有害区计提供参考依据。域与致死区域12】,明确了氢气的高压风险及泄漏规律p圳,且模拟研究了封闭空间中的氢气泄漏及爆1模型建立炸规律[5-71等。。如针对海底隧道本次实验模拟的隧道模型空间长度为100m、项目开展了氢气引起的火灾实验模拟喁】,针对隧道高为4m,隧道右侧为风速人口,泄漏口设置在隧火灾期间的温度监测问题提出最佳放置传感器的位道入口处,,氢气泄漏质量流量置一J,,泄漏时间持续30s。响【l01,[ill。此外,还有针对氢气泄漏根据建模需要,计算网格类型设置为正方形网的相关研究,如研究低温压缩氢气的泄漏特性¨21,格,对隧道内氢气泄漏爆炸的模拟选用标准k一£模利用FRED软件预测氢气射流不同位置的速度和浓型,标准壁面函数,混合气体模型为组分运输模型度衰减状况[131,等等。(SpeciesTransport),气体设置为理想气体。泄漏El当前国内外研究对隧道半封闭空间内氢气泄漏处的边界条件为质量流量(mass—inlet)进口条件。62-安全与健康2023年第10期万方数据:..研究探讨I研究整个模拟采用非稳态计算,时间步长设置为1,单个因此,可以在隧道内接人通风设备,把新鲜空气压步长迭代次数为30次,总计算时间为30S。入隧道内抑制氢气聚集,降低两者的混合程度。,于泄漏时长为10s时氢气泄漏至隧道中部,泄漏时长为15s时氢气泄漏至隧道三分之二处,泄漏时长30s时氢气形成固定扩散形态。(S)Cell为案例车。该车有53L和73L两种储罐储氢。当储罐因为汽车碰撞等原因发生泄漏,氢气会在隧道内泄漏扩散,达到点火温度2000K时会发生爆炸。本文以质量速度作为主要变量,选取100m长的隧道,、,整趔霹2个模拟采用非稳态计算,,*R单个步长迭代次数为1000次。监测点坐标分别为出监测点1(2,3)、监测点2(50,3)、监测点3(98,3),点火点坐标(98,3),、、,研究泄漏速度对氢气爆炸压力及温度的影响(图a、b、e分别对应监测点l、2、3)。、图2为氢气点火爆炸后在隧道观测点1、2、3三个水平方向上检测的压力和温度随时间变勺化图。结果表明,氢气泄漏速度会影响隧道内氢气邑趔的浓度分布,在氢气与空气混合作用下点火导致压霹仁卜力、温度总体趋势为急速上升并振荡下降。氢气泄R出漏后爆炸产生了明显的压力振荡(图1),并于监测点2处(图lb)。可能是隧道此处氢气聚集导致浓度升高导致。爆炸后监测点1、2处的温度总体先升后降,可能是燃烧产物时间(S)的水与冷壁面快速换热导致的。因点火点设置在监测点3,图2c检测的温度整体呈现快速下降趋势。图1基于泄漏速度的监测点处压力随时间变化图2023年第10期安全与健康l63万方数据:..研究I研究探讨漏时期分为泄漏初期(泄漏10S)、泄漏中期(泄漏15s)、泄漏末期(泄漏30s)。在点火点坐标(98,一3)处以2000K的点火温度对隧道内泄漏氢气进行兽点爆,结果见图3、图4(图a、b、c分别对应监测趔露点1、2、3)。},在不同的泄漏时期,隧道内氢气浓度及气云分布不同,氢气爆炸后隧道内的压力呈现先急速上升后振荡下降状态。这是爆炸后产生的冲击波在受限环境内产生的壁面反弹导致的。故后续应考虑将氢气扩散范围纳入研究范围。由于泄漏初期氢气泄漏量未达到爆炸条件,监测点1处未发生爆炸,几乎没有压力变化(图3a)。图3c三个泄漏时一期压力走势极为相似,是因监测点位置影响呈现出苎趔的状态。受高温表面的影响,监测点2处的隧道内霜}魁所承受爆炸压力上升速率在氢气泄漏初期最先到达赠峰值,(图3b)。,,。为了便于研究,本文将三个泄64l安全与健康2023年第10期万方数据:..研究探讨l研究时间(S)图3基于泄漏时期的监测点处压力随时间变化图不同泄漏点爆炸后温度急剧升高,后与冷壁面快速换热,叠加后续爆炸产生震荡(图4)。但受点火位置影响,监测点l检测的氢气泄漏初期的爆炸温度趋于稳定(图4a)。氢气泄漏三个时期在不同位置爆炸后的温度表现不同。监测点1、2、3处泄漏中期爆炸强度最大、温度最高的泄漏时期分别为泄漏中期(图4a)、泄漏初期(图4b)、泄漏初期图4基于泄漏时期的监测点处温度随时间变化图(图4c)。这是受氢气质量较轻的特性影响,在其泄漏后聚集于隧道内上方且浓度逐渐增大所导致。,,逐渐趋于小本文选取100m长的隧道,水平顺风方向泄幅度振荡的状态(图4c)。这是由点火位置与监测漏的条件下设置三个泄漏位置,分别为泄漏位置1点靠近隧道末端温度波动扩散导致。(30,0)、泄漏位置2(60,0)、泄漏位置3(90,0),点火位置为(98,3),监测点坐标分别为(2,3)(50,3)(98,3),研究泄漏位置对氢气爆炸压力及温度的影响。,泄漏位置对隧道内可燃云的浓度及后续流动影响较大,由爆炸后产生的震荡波在受限环境内产生壁面反弹,氢气爆炸压力总体先急剧上升后急速下降,然后震荡下降。监测点1与泄漏位置3相距最远,因此,压力变化震荡性不大(图5a)。由于泄漏位置3接近隧道末端,氢气浓度相对较低,在监测点3检测的压力值并未产生明显变化(图5c)。2023年第10期安全与健康I65万方数据:..研究l研究探讨,一8×时爆炸温度上升最快,(图×6b)。由图6(c)所示,泄漏位置3与监测点3位,一置相近,整体温度平均值趋于稳定。因此,泄漏位4×置和隧道结构会影响隧道内氢气的流动及浓度。70×od)趔霹}R甚空一空一趔露¨×疆-型媚"×㈤×=;X时间(s)Ⅻ×令d)趔霹}R出¨X时间(s)空一趔露串毽赠言e捌霹昏R时问(s)目图5基于泄漏位置的监测点处压力随时问变化图霎,r榭廷由图6所示,氢气爆炸后不同泄漏位置的温度变化总体急剧上升后振荡,可能是由于氢气浓度较低时火焰不稳定性强,放热速率不稳定。在监测点1处监测到,氢气于位置2处发生泄漏时最先出现时闯(s)温度变化,(图6a)。在监测点2,可以看出氢气于位置3处泄漏图6基于泄漏位置的监测点处温度随时间变化图66l安全与健康2023年第10期万方数据:..研究探讨I研究3结论与改进措施b3()dc6f52b7e(}.【2】LiangY,PanXM,ZhangCM,,利用andanalysisofleakageandexplosionatarenewablehydrogenFLUENT软件分别对氢气泄漏速度、泄漏时期及泄ofrefuellingstation[J].InternationalJournalHydrogenEnergy,(34):22608—,分析了隧道内爆炸超压和火焰温度的变化规【3】沈晓波,章雪凝,[,2021,72(03):1217—律,主要结论如下:)氢气从泄漏口泄漏,同周围空气掺混,呈【4】余亚波,。氢气泄漏速度影响氢气和空气的混散U】.浙江大学学报(工学版),2()20,54(()2):381—,在氢气扩散过程中起主导作用。降低氢气和空[5]刘斐斐,喻源,]中国安全生产科学技术,2()17,气的混合,可抑制氢气向周围扩散可以降低爆炸的13(04):160—。如采取纵向通风的方式能够有效控制隧道【6】QianJ,Lix,GaoZ,。当发生氢气泄漏时,应急人员可根hydrogenleakageanddiffusioninahydrogenrefuelingstation[J].InternationalJournalofHydrogenEnergy。2020,45(28):据火灾位置和行车工况远程开启风机,直到隧道内14428-14439形成一定的风速,控制气体流动。【7]MaoX,YingR,YuanY,)当氢气气瓶处于不同的泄漏时期,隧道内analysisofhydrogenleakageandexplosionbehaviorsinvarious的氢气浓度及气云体积不同。随着浓度的增加,爆comparmaentsonahydrogenfuelcellship[,2021,46(9):6857—。氢气泄漏后的应急【8】ParkBJ,ShinHJ,YooYH,。如ofAirFoamfireforpressedextinguishingsystem配备完善的气体浓度探测装置并串联可燃气体报警trainfireatrescuestationinSubseatunnel[1].JoumalofKorean装置,()(5):413—,消除隧道内局部区域因氢气浓度较高引起【9】9RinaudoP,PayaZI,。tnnnelresiliencefires:Anewmethodologybasedonagainst3)泄漏位置对隧道内可燃气云的浓度及后续temperaturemonitoring[J].TunnellingandUndergroundSpace流动产生很大影响。燃烧火焰温度主要由可燃氢气Technology,2016,52:71—84.【10]KimS,ShimJ,RheeJY,,隧道内火焰衰减趋势基本相同,导urrenceina致救援工作受到温度和火焰范围变化的双重影响。tunnel[1].AppliedSciences,2019,9(22):,以及在人员撤离后采用向【11]DeSM,RocourtX,Sochet1,[J].InternationalJournalof隧道内灌水或者泡沫、利用VR虚拟现实技术、3DHydrogenEnergy,2019,44(17):9031—。[12]KobayashiH,NaruoY,MareY,)本实验受限于模拟过程中的非稳态计算、pressed(90一MPa)hydrogenleakagediffusion[J].时间步长及单个步长迭代次数及实验笔记本电脑性InternationalJournalofHydrogenEnergy,2()18,43(37):17928-,部分参数规律性不明,今后可进一[13】SathiahP,。ofsubsonicandsonicofhydrogenjets[,2()19。44(17):8842—:…(2021—2035I(编辑/邓春燕)年)[EB/OLl.(2022—03—23)【2023—09—28】.https://www./xinwen/2022—03/24/568()975/mes/6b388f7c324a4bldb02023年第10期安全与健康l67万方数据

基于FLUENT公路隧道内氢能汽车泄漏爆炸数值模拟 来自beplayapp体育下载www.apt-nc.com转载请标明出处.

相关beplayapp体育下载 更多>>
非法内容举报中心
beplayapp体育下载信息