围堰对液氢泛溢过程影响的数值研究

发布时间：2024-02-29 23:37

　　建立了开放空间中液氢泛溢过程的物理模型和三维非稳态CFD数值计算模型,并评估了不同湍流模型对数值计算结果的影响。与Standard k-ε模型相比,采用Realizable k-ε模型和RNG k-ε模型得到的计算结果与实验结果吻合的更好。在此基础上,选取Realizable k-ε模型对带围堰和不带围堰时液氢泛溢进行数值模拟,分析了泄漏源附近的围堰对可燃氢气云团扩散的影响。结果表明:围堰的存在会改变氢气浓度的空间分布和云团形状,促进可燃氢气云与地面分离,增大泄漏源附近区域氢气浓度;围堰对液氢泛溢过程的影响是通过改变泄漏源附近风场引起的。

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【部分图文】：

图1物理模型和边界条件示意图

本文以NASA实验为物理原型[4]，建立了开放空间中大规模液氢泛溢过程的物理模型，如图1所示。计算域在顺风向（x）、横风向（y）和高度方向（z）的尺寸分别为200m、60m和80m。为减小计算量，y=0的平面被定义为对称面。液氢泄漏源位于坐标（20.25,0,0.5）处，并....

图2泄漏源附近局部网格示意图

各边界条件分别为：（1）计算域左边为速度入口，采用前面定义的指数率风场入口平面，参考速度为2.2m/s，参考高度为10m。空气温度设为均匀，且为288K;(2）计算域右边设为压力出口，压力值为标准大气压，即101.325kPa;(3）地面温度设置为与空气温度相同，地面材料....

图3NASA实验20.94s时对称面上的氢气浓度云图

同时选取设备塔2高度1m处氢气浓度随时间的变化情况进行分析和验证，结果如图5所示。设备塔2位于泄漏源下风向9.1m处，实验数据包括由温度数据计算而来的浓度值和由取样瓶直接测得的浓度值。图420.94s时用不同湍流模型计算得到的对称面上的氢气浓度云图

图420.94s时用不同湍流模型计算得到的对称面上的氢气浓度云图

图3NASA实验20.94s时对称面上的氢气浓度云图图5设备塔2高度1m处氢气浓度随时间的变化

本文编号：3915099