管道内障碍物对高压氢气泄漏自燃特性的影响研究文献综述

 2022-01-02 04:01

全文总字数:6057字

文献综述

文 献 综 述1研究背景随着化石能源枯竭以及全球应对气候变化的压力持续增大,不可再生化石能源势必逐渐被新能源所替代,氢能因其燃烧热值高、资源丰富、燃烧产物无害,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。

氢的储存方式主要有高压气态储氢、低温液态储氢和储氢材料储氢等。

高压气态储氢方式因其简便易行、成本低、充放气速度快,且在常温下就可以进行等优点,为目前应用最为广泛的储氢技术。

然而氢气具有燃烧范围宽、爆炸极限宽、最小点火能极低和在空气中燃烧速度极快等危险属性,特别是高压氢气泄漏后不需要外界点火源即可发生燃烧(简称自燃),已经成为制约氢能走向规模化应用的瓶颈。

2国内外相关研究概述2.1高压氢气泄漏自燃实验研究在由于氢气泄漏产生火灾爆炸的事故调查中发现,即使无明显点火源存在,氢气火灾事故仍有可能发生,且占有较高的比例。

对于点火源未被确定的氢气火灾事故,通常认为氢气泄漏后发生了自发着火燃烧。

针对氢气自燃现象,Wolanski[1]等最早在 1972年使用激波管实验时发现当高压氢气冲破膜片进入氧气中时,氢氧混合物在总体温度远低于最小燃烧温度的情况下依然发生了点火。

研究指出,在高压氢气冲破膜片进入氧气的过程中,由于高压氢气释放时产生的激波加热了其后方的气体,同时氢气射流前沿的部分氢气通过扩散和对流与激波加热空气形成了可燃混合气体,当可燃性混合气体满足点火要求时,便会发生终自燃。

2007 年Dryer[2]等首次建立了储罐与半封闭管道结合的实验装置,以研究高压氢气通过管道瞬间释放到大气中发生自燃的现象,研究发现影响自燃的因素包括释放压力、下游管道的几何尺寸等。

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