液氢泄漏扩散数值模拟研究

凡双玉 何田田 安 刚 刘玉涛

(北京航天试验技术研究所 北京 100074)

液氢泄漏扩散数值模拟研究

凡双玉 何田田 安 刚 刘玉涛

(北京航天试验技术研究所 北京 100074)

通过ALOHA软件进行了不同风速、环境温度、泄漏量扩散模拟，分析了不同风速、温度、泄漏量条件下的扩散规律。结果表明，泄漏扩散距离随着风速的增大而变小，风速越大，泄漏扩散范围越小；泄漏扩散距离随着环境温度的升高而变大，温度越高，泄漏扩散范围越大；泄漏扩散距离随着泄漏量的增加而变大，泄漏量越大，泄漏扩散范围越大。将液氢蒸发和氢气扩散试验的体积分数数据与ALOHA软件模拟数据进行对比，结果表明：ALOHA软件对氢的体积分数值模拟结果具有良好的精度，在液氢泄漏事故应急中具实用性。

液氢泄漏 扩散范围 ALOHA 软件模拟

1 引 言

液氢作为一种无色无味、高能、低温液体燃料，在航空航天领域得到了广泛的应用。但是，液氢具有超低温(-253℃)、易汽化、易燃和易爆等特性，爆炸极限范围为4.0%—75.0%。液氢在储罐内部处于热平衡状态，一旦发生泄漏后，在地表积聚形成液池，同时汽化扩散，并在空气中形成爆炸性混合气体，当被引燃时，在不同的条件下，可发生爆燃、高速爆燃、爆轰和气云爆炸等化学爆炸。对周边人员、试验设备和建筑设施的安全构成严重威胁[1]。因此，研究液氢的泄漏扩散规律对氢的安全使用意义重大。

目前，NASA和美国火灾科学国家重点实验室针对液氢以及氢气的泄漏研究比较全面。……