爆破片—易熔合金泄压装置在CNG长管拖车火灾环境下的响应行为研究

针对CNG长管拖车爆破片—易熔合金塞组合装置独特的结构形式及其在火灾事故中的响应特点,采用火烧试验的手段探究了爆破片—易熔合金塞组合泄压装置发生动作的外部受火条件及内在泄放规律。试验结果表明,在火焰包覆工况下,易熔合金能迅速融化,瓶内气体安全泄放,且泄放压力低于设计泄放压力;然而在隔离火焰的工况下,仅靠热传导作用无法实现易熔合金在较短的时间内动作,致使气瓶长期处于火灾的环境下,加大了气瓶爆炸风险。     

环境温度对车用压缩天然气瓶火烧试验的影响

环境温度是研究车用压缩天然气瓶火烧试验机理的一个重要因素,因此有必要定量的研究环境温度对火烧试验的影响。在已有火烧试验数据的基础上,分析了环境温度对车用压缩天然气瓶火烧试验安全泄放压力和火烧持续时间两个关键指标的影响,结果表明安全泄放压力、火烧持续时间和环境温度均呈反比关系。     

长管拖车用安全泄放装置及其在火灾事故中的作用

通过分析国内外标准许用的几种长管拖车用安全泄放装置的优缺点,提出优选的结构形式;统计分析了近年来长管拖车火灾案例与安全泄放装置的响应情况,指出火灾条件下,瓶内气体不仅可以通过安全泄放装置泄放,也可通过密封件损坏及管件变形部位泄放;安全泄放装置在部分火灾事故下有所动作,一定程度上能够保证气瓶的安全,但随机性较大;极端火灾情况下,安全泄放装置很难起到作用。     

基于极限载荷法的火灾环境下长管拖车气瓶安全性评估

使用计算流体力学软件FLUENT对轮胎火灾环境下长管拖车气瓶的热响应过程进行数值模拟,得到气体温度、压力以及气瓶温度随时间的变化规律,并基于极限载荷法对火灾环境下气瓶的强度进行有限元分析,计算其爆破压力,预测气瓶爆破时间,对气瓶安全性进行评估。结果表明:轮胎火灾环境下气瓶强度迅速下降,气瓶在安全泄放装置动作前爆破,存在一定的安全隐患。     

压力容器安全技术基础知识讲座(六) 第六讲 压力容器的安全装置

压力容器的安全装置通常指安全泄压装置(安全阀、爆破片等)和压力表、液面计、温度计、切断阀、减压阀等安全附件。一、安全泄压装置安全泄压装置是压力容器的最终保护装置,它具有这样的功能:当容器在正常的工作压力下运行时,保持密封不漏;一旦容器内的压力超过规定,它能自动迅速地排泄出容器内的介质,使容器内的压力始终保持在最高许用压力范围内。安全泄压装置主要有下列几种。 (1)安全阀它是通过阀的开启排气来降低容器内的压力的。当容器内的压力降至正常操作压力时便又自动关闭,以避免一旦容器超压就把     

球形容器内可燃气体泄爆过程的数值模拟

利用流体力学软件Fluent对球形容器泄爆过程中流场进行数值模拟,分析泄爆导管长度和泄放压力对爆炸压力和爆炸强度的影响,以及泄爆过程中火焰阵面和速度场的变化。研究表明,泄爆过程增大了燃烧火焰的面积,燃烧火焰在泄爆过程中发生湍流,燃烧速度得到极大地加速,泄爆导管对于容器内的高压气体的泄放起到了约束作用,泄爆导管的长度是影响泄爆过程中容器内部压力变化的重要因素。     

关于固定式压力容器定期检验几点问题的探讨

《固定式压力容器安全技术监察规程》是国内关于固定式压力容器的一项主要技术法规,是压力容器定期检验的主要依据。对外压容器、固定式真空绝热压力容器以及装有安全泄放装置且需进行气密性试验容器的定期检验要点进行探讨,结果表明:当腐蚀或磨蚀超过腐蚀裕量以及不圆度超标时,外压容器应进行稳定性校核;对装有深冷介质和普冷介质的固定式真空绝热容规规定统一真空度数值有待商榷;对装有安全泄放装置且需进行气密性试验的容器,若安全泄放装置有开启记录,建议定期检验时适当提高检测要求。     

过氧丙酸分解反应的失控泄放特性研究

为研究过氧丙酸分解反应的失控泄放特性,利用泄放模式实验装置对过氧丙酸在不同泄放口径和泄放压力下的顶部和底部的泄放过程进行了试验模拟,得到了过氧丙酸的失控特性参数和不同条件下的泄放特征。结果表明:过氧丙酸失控反应泄放易出现二次峰值现象,初次峰值为气相泄放,二次峰值为气液两相泄放;二次峰值的出现取决于泄放口径及泄放时的物料温度,与泄放压力无关;恒压泄放容易出现非平衡泄放,导致较高最大累积压力和较高的釜内物料温度;底部泄放能够使釜内物料快速排空。     

一种大容积钢质无缝气瓶盛装低压液化气体时安全泄放量的计算方法

本文针对大容积钢质无缝气瓶盛装低压液化气体时的泄放面积计算进行了讨论,主要就低压液化气体公称工作压力和充装系数确定原则,低压液化气体在充满钢瓶时是处于什么状态及钢瓶"满液"后温度和压力变化的情况进行了论述。本文以液氨为例计算了钢瓶达到爆破压力时介质温度变化情况及需要的安全泄放面积。结果表明低压液化气体应避免过量充装并且应选择合适的安全泄放装置。     

纤维缠绕大容积气瓶火烧试验及数值仿真

为研究火灾环境下纤维缠绕大容积气瓶安全性能,开展气瓶火烧试验,并利用计算流体动力学(CFD)方法对气瓶火烧试验过程进行数值仿真,分析燃烧温度分布、气瓶外壁热流密度分布及瓶内气体压升、温升变化。对比分析试验和仿真结果,发现正对火焰的气瓶瓶体底部热流密度高,且易导致局部失效,气瓶内气体温度分布不均匀;模拟结果与试验结果吻合良好,说明用数值仿真技术可得到较准确的气瓶等压力容器火烧试验过程中容器内流体的热响应特征。     

车用复合材料储氢气瓶火烧试验方法标准对比研究*

为了明确现有车用复合材料储氢气瓶火烧试验方法有待进一步研究的问题，介绍国内外车用复合材料储氢气瓶的技术规范与标准中的火烧试验方法，采用对比分析的方法，从试验形式、火源设置、温度测量要求、安全防护要求、试验温度要求、试验结果及合格指标等方面，分析各标准中车用复合材料储氢气瓶火烧试验方法的异同。结果表明:国内外标准在车用复合材料储氢气瓶火烧试验的试验形式、通用要求、试验步骤、合格指标等方面的规定有较大差异，需开展进一步研究工作；火烧试验的安全防护装置的结构设计和布置方法应进一步明确；建议开展火烧试验装置的设计研发和大量局部火烧试验研究，验证火烧试验方法中关键参数的设置合理性。     

基于氢气充放试验及数值模拟的储氢气瓶安全评价

储氢气瓶是新能源汽车的重要储能设备,其可靠性直接关系到汽车的安全性。研究了不同环境温度下,35 MPa铝合金内胆车用储氢III型气瓶在充放气时的最终温度和应力分布情况,并对其安全性进行了评价。借助试验测试平台,在不同温度下进行了实际充放试验。试验过程中无漏气现象,且最终温度符合要求,表明储氢气瓶在试验条件下是安全的。由此,在获得了储氢气瓶充放时热响应规律的基础上,对不同温度下的氢气充放过程进行了数值模拟,得到其应力分布情况。结果表明,储氢气瓶复合层的应力远小于其材料抗拉强度,即内胆和复合层的强度均可视为满足要求。研究结果可为储氢气瓶的试验开展、安全评价、寿命预测提供依据。     

氢安全研究现状及面临的挑战

氢能具有储运便捷、来源多样、洁净环保等突出优点,许多国家把发展氢能作为重要的能源战略。氢安全是氢能大规模商业化应用的重要保障。在分析国内外氢安全领域近年来最新研究进展的基础上,依次从氢泄漏与扩散、氢燃烧与爆炸、氢与金属材料相容性及氢风险评价等方面,系统总结了国内外氢安全研究面临的挑战,并对我国氢安全的发展提出了建议。     

Effects of hydrogen addition on the confined and vented explosion behavior of methane in air

Multi-component gas mixture explosion accidents occur and recur frequently, while the safety issues of multi-component gas mixture explosion for hydrogen–methane mixtures have rarely been addressed.Numerical simulation study on the confined and vented explosion characteristics of methane-hydrogen mixture in stoichiometric air was conducted both in the 5 L vessel and the 64 m³ chamber, involving different mixture compositions and initial pressures. Based on the results and analysis, it is shown that the addition of hydrogen has a negative effect on the explosion pressure of methane-hydrogen mixture at adiabatic condition. While in the vented explosion, the addition of the hydrogen has a significant positive effect on the explosion hazard degree. Additionally, the addition of hydrogen can induce a faster reactivity and enhance the sensitivity of the mixture by reducing the explosion time and increasing the rate of pressure rise both in confined and vented explosion. Both the maximum pressure and the maximum rate of pressure rise increase with initial pressure as a linear function, and also rise with the increase of hydrogen content in fuel. The increase in the maximum rate of pressure rise is slight when hydrogen ratio is lower than 0.5, however, it become significant when hydrogen ratio is higher than 0.5. The maximum rate of pressure rise for stoichiometric hydrogen-air is about 10 times the one of stoichiometric methane-air.Furthermore, the vent plays an important role to relief pressure, causing the decrease in explosion pressure and rate of pressure rise, while it can greatly enhance the flame speed, which will extend the hazard range and induce secondary fire damages. Additionally it appears that the addition of hydrogen has a significant increasing effect on the flame speed. The propagation of flame speed in confined explosion can be divided into two stages, increase stage and decrease stage, higher hydrogen content, higher slope. But in the vented explosion, the flame speed keeps increasing with the distance from the ignition point.     

Explosion behavior of hydrogen–methane/air mixtures

The effects of enriching natural gas with hydrogen on local flame extinction, combustion instabilities and power output have been widely studied for both stationary and mobile systems. On the contrary, the issues of explosion safety for hydrogen–methane mixtures are still under investigation.In this work, experimental tests were performed in a 5 L closed cylindrical vessel for explosions of hydrogen–methane mixtures in stoichiometric air. Different compositions of hydrogen–methane were tested (from pure methane to pure hydrogen) at varying initial pressures (1, 3 and 6 bar).Results have allowed the quantification of the combined effects of both mixture composition (i.e., hydrogen content in the fuel) and initial pressure on maximum pressure, maximum rate of pressure rise and burning velocity. The measured burning velocities were also correlated by means of a Le Chatelier’s Rule-like formula. Good predictions have been obtained (at any initial pressure), except for mixtures with hydrogen molar content in the fuel higher than 50%.     

燃料车内氢气泄漏扩散数值模拟研究

基于FULUENT软件的物质传输与反应模块,建立了燃料车内氢气泄漏扩散的数值计算模型.应用模型对储气瓶不同位置的泄漏扩散进行了数值计算,得到了氢气在车内泄漏扩散后的危险区域分布情况.结果表明:氢气瓶上方挡板位置是氢气泄漏扩散后的高浓度区域,泄漏后的氢气在该处容易发生积聚.研究结论可以为车内预警用氢气监测传感器的放置以及氢燃料车的安全设计提供参考.     

室内氢气泄漏扩散的数值模拟

氢能是有发展前景的新型能源之一,氢气的安全储存是氢能应用必须解决的问题。本文建立了基于大容量金属储氢装置的室内氢气泄漏扩散模型,利用计算流体力学软件FLUENT,对室内储氢罐的泄漏扩散过程进行数值模拟,得到了氢气泄漏扩散的速度分布、浓度分布。分析数值模拟结果,得出在该模拟条件下,氢气泄漏时的流动状态为射流湍流;泄漏后上浮扩散,空间密闭时积累于室顶;通风条件下大部分区域的氢气浓度仍然高于安全限值。通过数值模拟,总结出氢气在室内环境下的泄漏扩散规律,可为氢气泄漏事故的处理消防安全设置提供依据。     

撬装式加油装置消防设计要点及消防安全管理探讨

撬装式加油装置作为甘肃省精准扶贫项目在省内各地大面积推广建设,但在建设实施过程中发现消防安全方面的挑战和隐患。通过分析存在的问题,并结合撬装式加油装置的特点,依据标准规范提出了撬装式加油装置消防设计方面需要注意的要点,并据此提出具有针对性的消防安全管理措施,确保撬装式加油装置在建设运营过程中的安全稳定。     

储氢材料Kβ-MgH2的动态真空安定性研究

为研究储氢材料Kβ-MgH2分解放气过程，在以10 ℃为步长，80~130 ℃区间内，48，120 h时间条件下，采用基于传感器压力变化计算被测物质分解放气量的动态真空安定性测试(DVST)方法，得到在上述条件下Kβ-MgH2分解过程中的压力变化、Kβ-MgH2的单位分解放气量和在不同研究温度下的分解放气规律，分析DVST测试时长的设置方法，验证Kβ-MgH2在时温等效系数为2.5时的时温等效特性。结果表明:在选定的测试条件下，Kβ-MgH2分解放气量稳定，单位分解放气量与样品状态无关；Kβ-MgH2单位质量放气量先快速增加，随后趋于平稳，测试温度越高，Kβ-MgH2放气速率越快，单位质量放气量越大；根据选定的测试温度和温度变化步长，可知Kβ-MgH2分解放气过程具有时温等效性。