【摘 要】
:
氢能是一种清洁高效,但易于产生爆炸危险的能源。氢气容易在应用场景的顶部积聚并且不易被察觉,其燃烧浓度范围大、点火能小,容易被点燃而产生爆炸事故。在发动机领域中液氢常作为高能、超低温的液体燃料被使用。液氢泄漏是低温氢气产生的常见原因,当液氢生产车间、储罐、输运管道等场所发生泄漏事故时,其潜在的火灾事故危险性是十分高的。本文在液氢泄漏事故基础上,对实际问题进行简化,研究低温氢气射流燃烧的稳定阶段在不同
论文部分内容阅读
氢能是一种清洁高效,但易于产生爆炸危险的能源。氢气容易在应用场景的顶部积聚并且不易被察觉,其燃烧浓度范围大、点火能小,容易被点燃而产生爆炸事故。在发动机领域中液氢常作为高能、超低温的液体燃料被使用。液氢泄漏是低温氢气产生的常见原因,当液氢生产车间、储罐、输运管道等场所发生泄漏事故时,其潜在的火灾事故危险性是十分高的。本文在液氢泄漏事故基础上,对实际问题进行简化,研究低温氢气射流燃烧的稳定阶段在不同场景中的表现,并分析射流火特性随泄漏源参数变化的规律。本文采用数值模拟计算的方法,利用计算流体力学软件FLUENT对低温氢气稳态射流火进行了模拟,研究不同场景中泄漏源参数对低温氢气射流火特性的影响。(1)改变泄漏温度探究自由空间垂直氢气射流火特性的变化过程,模拟结果显示在40K-240K区间内由于卷吸空气总量的变化,计算域内温度分布受到影响,确定了正浮力变化在这一过程中的作用效果。(2)在顶部开口结构的场景中,改变泄漏源参数进行了模拟,其中射流孔直径的变化决定了底部固体边界对卷吸空气的影响在整个过程中的作用程度;射流速度的增加对火焰整体的卷吸过程产生了促进作用;泄漏温度在该场景中对火焰形态的影响相较自由垂直射流得到加强。(3)在顶棚射流结构的场景中,当射流孔直径大于1mm时射流孔直径影响了火焰径向的扩展;射流速度的增加对上升段火焰形态影响较小,但顶部热流体层厚度和温度增大;泄漏温度的变化导致火焰在接近顶部的位置受浮力变化影响出现明显上移。(4)在半密封空间结构的场景中,受到结构尺寸限制,随着射流孔直径增大稳定状态通风口火焰逸出和回流卷吸空气过程加剧;射流速度的增大影响了射流轴线前段的温度分布;泄漏温度通过影响由密度差决定的浮力使得火焰形态在轴向和高度方向的比例发生变化。(5)三种空间几何结构场景的模拟结果的横向对比表明:射流速度变化的影响作用范围主要集中在与射流孔存在一定距离的区域;射流孔直径变化的影响效果由空间约束对卷吸空气量的影响决定;泄漏温度变化的影响表现在由密度差引起的浮力与质量流量变化上。
其他文献
在传统的潜艇设计模式中,设计人员对于既有方案的设计和深化都基于经验化的尝试,对多个方案进行计算、总结和选优既费时费力又不能保证获得最优的结果。为了改善传统设计中的上述现状,本文利用基于仿真的设计(Simulation Based Design,SBD)技术对Suboff全附体潜艇模型进行了几何重构、试验设计、数值模拟、近似模型建立以及对水面水下阻力和操纵性多目标优化,并对流程中各个步骤进行了详细的
预测性维护是提高船用燃气轮机可靠性与经济性的有效手段。通过挖掘燃气轮机历史运行监测数据内蕴含的退化规律,实现燃气轮机退化程度的评估预测,对燃气轮机的可靠高效运行具有重要意义。本文以船用三轴燃气轮机为研究对象,研究了燃气轮机气路性能退化仿真技术,引入深度学习理论,设计船用燃气轮机趋势预测与剩余使用寿命预测算法,完成了相关算法的仿真试验验证,主要研究内容如下:(1)燃气轮机大修周期气路性能退化仿真研究
膳食纤维作为“第七营养素”在改善人体健康水平方面的作用逐渐被重视,而麦麸是面粉生产过程中的主要副产物,是一种优质的膳食纤维来源,因此将麦麸膳食纤维添加到面条中可以在日常饮食中补充人体所需的膳食纤维摄入量。麦麸膳食纤维自身的特点,会对面条的品质产生影响。为更好地了解麦麸膳食纤维对面条品质影响的规律,本课题研究了不同比例的麦麸膳食纤维对面条加工过程中阶段产物流变学特性、蛋白质特性和淀粉特性的影响,并与
胶原蛋白具有丰富的生理功能,而明胶是胶原蛋白的水解产物,由于含大量羟基、羧基和氨基等亲水基团,表现出胶凝性、增稠性、乳化性、稳定性等功能特性,因而在食品、医药和化妆品领域应用广泛。本论文主要研究了明胶对小麦面团质构及其发酵制品馒头和面包品质的影响,并从微观结构角度探究了明胶与面筋蛋白的相互作用。1明胶改善了面团的质构。结果如下:低筋粉末发酵面团鱼皮明胶的最适添加量为4%;发酵面团鱼皮和牛骨两种明胶
高血压是世界上最为常见的非传染性慢性疾病,是导致心脏病、脑卒中、肾衰竭、早死亡和残疾等严重疾病的主要原因。血管紧张素转化酶(Angiotension Converting Enzyme,ACE)抑制剂作为临床使用的一线药物,广泛用于对高血压的预防及控制。食源性ACE抑制肽由于来源天然、安全有效受到了科研工作者的广泛关注。利用食品原料及其副产物进行高价值利用制备新型生物活性肽,对开发新型抗高血压药物
随着航海技术的不断革新,航标已经从单纯的助导航设施,演变成一个能为船舶安全、便捷、经济地航行提供有效综合信息服务的综合助航服务系统,即单一化助导航到多元化服务。它在海上交通安全管理中扮演着日益重要的角色,保证航标效能的正常发挥,是航标管理中掌握航标实际助航效能的重要举措,也是航标管理的最重要工作之一,对发展水上交通、开发海洋资源、开展渔业捕捞和国防建设等具有重要意义。台湾海峡是我国沿海海上运输的交
火旋风是森林火灾与城市火灾中常见的一种特殊现象。因其具有更快的燃烧速度,更大的辐射输出量等特点而更具有破坏性。在群发性火灾中,还可能形成多源火焰融合的现象,一旦形成多源火旋风,将对人员的人身安全及财产产生极大威胁。但由于多源火旋风之间相互作用,导致其物理机制和动力学行为更为复杂。因此对多源火旋风燃烧行为进行研究,从物理上深刻认识其动力学行为,有利于城市和森林大火的预防、早期控制和扑救,以保护人员和