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题名大尺度氢气云爆燃压力波形成机制及灾害效应判定
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作者
翟宇航
丛立新
韩冰
王启林
邹慧传
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机构
国家市场监管重点实验室(气瓶安全技术)
哈尔滨工业大学(威海)海洋工程学院
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出处
《化工进展》
北大核心
2025年第8期4709-4719,共11页
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基金
国家市场监管重点实验室(气瓶安全技术)开放课题(2023K03)
山东省自然科学基金(ZR2014EEM048)。
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文摘
通过热力学、燃烧动力学和气体动力学分析,提炼出物理与数学模型,然后应用计算流体力学(CFD)方法对3种约束下的加氢站氢气/空气爆燃过程进行求解,通过与以往实验结果进行对比,验证了数学模型的有效性。本文研究了不同约束类型的加氢站中氢气泄漏爆炸过程。结果表明:火焰形状受到约束的影响较大,建筑物可以阻碍火焰的发展。根据爆燃超压场变化趋势将爆燃过程分为超压积聚期与超压释放期。提出了爆燃压力组合波形成机制,包括火焰层层燃烧,产生的能量层层积累,叠加的能量以超压冲击波的形式向外释放,进而在顶部约束诱导下形成网状结构超压组合冲击波。依据超压准则对氢气爆炸事故进行风险评估。全约束形式下爆燃强度最大,超压冲击波超过了200kPa,在0~8.29m范围内可造成人员死亡。
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关键词
氢
爆炸
数值模拟
超压冲击波
灾害效应
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Keywords
hydrogen
explosions
numerical simulation
overpressure shock wave
disaster effects
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分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
TK91
[动力工程及工程热物理]
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题名外部火灾环境液体容器泄放设计中湿润面积计算探讨
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作者
韩冰
戴行涛
闫兴清
李岳
喻健良
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机构
国家市场监管重点实验室(气瓶安全技术)
大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司
大连理工大学化工学院
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出处
《压力容器》
北大核心
2025年第2期23-28,共6页
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基金
国家市场监管重点实验室(气瓶安全技术)开放课题项目(2023K02)“储氢容器/气瓶安全泄放特性研究”。
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文摘
确定容器的湿润面积是依据API521—2020标准开展外部火灾环境液体(含液化气体,下同)容器超压泄放设计的首要步骤。调研发现,工程技术人员在计算该值时容易出错,导致得到错误的泄放设计结果。现有文献也缺少对不同类型液体容器湿润面积计算方法的系统论述。通过调研分析与归纳总结相结合的方法,构建了外部火灾环境下不同类型液体容器的风险工况及几何模型,分析了球罐、卧式容器(半球形封头、平板封头、椭圆形封头)、支座式立式容器(半球形封头、平板封头、椭圆形封头)、裙座式立式容器、塔设备内有效液位高度的计算方法,基于有效液位高度建立了不同类型液体容器湿润面积的计算公式,并给出了计算算例。本研究可为外部火灾环境液体容器超压泄放设计提供参考。
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关键词
液体容器
外部火灾
超压泄放
湿润面积
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Keywords
liquid vessel
external fire
overpressure venting
wetted surface area
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分类号
TH49
[机械工程—机械制造及自动化]
TE82
[石油与天然气工程—油气储运工程]
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
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题名火灾场景下碳纤维复合高压储氢装置热损伤特征研究
被引量：5
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作者
李贝
王雪莹
金鑫
李强
韩冰
郭传江
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机构
大连理工大学化工学院
大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司
国家市场监管重点实验室(气瓶安全技术)
大连检验检测认证集团有限公司
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出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期398-404,共7页
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基金
国家重点研发计划(2021YFB4000900)
中央引导地方科技发展专项(2022JH6/100100027)
大连市科技创新项目(2021JJ13SN79)。
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文摘
通过火烧试验、水压爆破试验和热分析等手段,研究典型火烧工况下储氢装置的热响应行为、损伤形态及碳纤维复合材料微细观损伤特征。结果表明,在规定火烧条件下储氢装置平均失效压力为41.5 MPa,比常温环境下(35 MPa-166 L水爆压力125.5 MPa)降低约67%;环氧树脂热分解发生在100~600℃,并表现出4个明显的阶段性反应特征;碳纤维热分解主要发生在600~950℃,在849℃时失重速率最快为0.87%/℃;火灾场景下高压储氢装置可能出现火烧损伤、爆炸损伤和热辐射损伤3种典型热损伤模式,其中爆炸场景下碳纤维残余物丝体呈多处层状脆性破碎,具有明显的力学损伤特征。
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关键词
燃料电池
高压储氢
碳纤维
爆炸
火灾场景
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Keywords
fuel cell
high-pressure hydrogen storage
carbon fiber
explosion
fire scenarios
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分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
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