本文關鍵詞：加氫站高壓氫氣充裝策略及泄漏爆炸后果預測研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了應對日益嚴峻的能源緊缺和環(huán)境污染問題,清潔、高效的氫燃料電池汽車是新能源汽車一個重要發(fā)展方向,加氫站作為氫燃料電池汽車商業(yè)化運行的必備基礎設施,其關鍵技術和安全保障對氫燃料電池汽車的推廣和利用具有重要意義。高壓氫氣在快速充裝過程中溫度升高明顯,嚴重威脅車用儲氫系統(tǒng)的安全,此外氫氣易泄漏、易擴散和易燃易爆的特性也是加氫站安全建設中必須考慮的難題。本文分別針對加氫站高壓氫氣快速充裝策略和泄漏爆炸后果預測等氫能利用和儲存的安全問題開展了較為系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容如下：(1)基于高壓氫氣快速充裝過程的主要產(chǎn)熱機制以及散熱機制,綜合考慮氫氣真實氣體性質(zhì),建立高壓氫氣快充溫升的一維數(shù)值模型,并對Ⅲ型和Ⅳ型氣瓶的各產(chǎn)熱和散熱機制進行量化計算,明確了產(chǎn)熱和散熱的主要影響因素。(2)以不同充裝條件和環(huán)境參數(shù)對快充結(jié)束后氫氣溫度的影響規(guī)律為基礎,制定了適用于儲氫質(zhì)量為2～4kg和5～7kg、工作壓力為70 MPa Ⅲ型車用儲氫系統(tǒng)的充裝策略,該策略能夠提高預冷溫度等級,有助于節(jié)省設備投入和預冷能耗。(3)利用三維CFD數(shù)值模擬軟件FLACS對39 MPa高壓氫氣發(fā)生泄漏后從擴散至點火爆炸的全過程進行模擬,并對可燃氫氣云的擴散過程和爆炸后果進行定量分析。(4)探究了不同環(huán)境風速、環(huán)境溫度和點火時間、點火位置對爆炸強度和危害距離等事故后果評價指標的影響規(guī)律,明確了爆炸強度和危害距離的決定因素。本文的研究成果可以為加氫站70MPa Ⅲ型車用儲氫系統(tǒng)快速充裝過程中工藝參數(shù)的選擇提供指導,也能夠為加氫站定量風險評價提供理論支持。
【關鍵詞】：高壓氫氣 快充溫升 充裝策略 泄漏爆炸 FLACS
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ086
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-17
• 符號說明17-20
• 1 緒論20-44
• 1.1 引言20-32
• 1.1.1 氫燃料電池汽車發(fā)展概述20-25
• 1.1.2 車載復合材料氫氣瓶發(fā)展概述25-29
• 1.1.3 加氫站發(fā)展概述29-32
• 1.2 快充溫升規(guī)律及控制方法研究進展32-35
• 1.3 加氫站高壓氫氣泄漏爆炸后果研究進展35-40
• 1.4 目前存在的問題40-41
• 1.4.1 車用氫氣瓶快充溫升規(guī)律和控制方法存在的不足40-41
• 1.4.2 加氫站高壓氫氣泄漏爆炸后果研究存在的不足41
• 1.5 研究內(nèi)容和技術路線41-44
• 1.5.1 課題來源41-42
• 1.5.2 研究內(nèi)容42
• 1.5.3 技術路線42-44
• 2 數(shù)學模型44-66
• 2.1 高壓氫氣快充溫升數(shù)學模型44-58
• 2.1.1 熱力學過程分析44-45
• 2.1.2 基本假設45
• 2.1.3 控制方程45-50
• 2.1.4 數(shù)值算法50-55
• 2.1.5 模型驗證55-58
• 2.2 高壓氫氣泄漏爆炸數(shù)學模型58-66
• 2.2.1 高壓氫氣泄漏爆炸過程分析58-59
• 2.2.2 控制方程59-61
• 2.2.3 數(shù)值算法61
• 2.2.4 模型驗證61-66
• 3 高壓氫氣快充溫升機制及充裝策略研究66-94
• 3.1 溫升熱物理機制研究66-70
• 3.1.1 產(chǎn)熱機制66-68
• 3.1.2 散熱機制68-69
• 3.1.3 本節(jié)小結(jié)69-70
• 3.2 溫升影響規(guī)律研究70-80
• 3.2.1 境溫度和瓶內(nèi)氫氣初始溫度70-72
• 3.2.2 充入氫氣溫度72-74
• 3.2.3 初始充裝壓力74-75
• 3.2.4 升壓速率和充裝時間75-77
• 3.2.5 氣瓶結(jié)構(gòu)77-79
• 3.2.6 本節(jié)小結(jié)79-80
• 3.3 充裝策略研究80-92
• 3.3.1 充裝要求80-81
• 3.3.2 基本假設81-82
• 3.3.3 充裝策略制定82-91
• 3.3.4 本節(jié)小結(jié)91-92
• 3.4 本章小結(jié)92-94
• 4 加氫站高壓氫氣泄漏爆炸后果預測研究94-114
• 4.1 高壓氫氣泄漏爆炸過程分析94-101
• 4.1.1 擴散模擬結(jié)果及分析95-96
• 4.1.2 爆炸模擬結(jié)果及分析96-101
• 4.1.3 本節(jié)小結(jié)101
• 4.2 高壓氫氣泄漏爆炸后果影響規(guī)律研究101-112
• 4.2.1 環(huán)境風速101-104
• 4.2.2 環(huán)境溫度104-106
• 4.2.3 點火位置106-109
• 4.2.4 點火時間109-111
• 4.2.5 本節(jié)小結(jié)111-112
• 4.3 本章小結(jié)112-114
• 5 總結(jié)與展望114-116
• 5.1 結(jié)論114-115
• 5.2 展望115-116
• 參考文獻116-124
• 在讀期間取得的科研成果124
• 在讀期間參與科研項目124-125
• 在讀期間獲得獎項125

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 毛宗強;氫能及其近期應用前景[J];科技導報;2005年02期

2 鄭津洋;歐可升;邵忠瑛;何云堂;;氫燃料電池汽車全球技術法規(guī)研究[J];標準科學;2010年12期

3 雷閩;李文春;梁勇軍;;車用壓縮天然氣全復合材料氣瓶缺陷分析[J];壓力容器;2010年03期

  本文關鍵詞：加氫站高壓氫氣充裝策略及泄漏爆炸后果預測研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：461474