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真空与低温
真空与低温

李得天

季刊

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真空与低温/Journal Vacuum and Cryogenics北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊着重反映真空与低温这两门学科在现代科学技术中的应用和发展。
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    液氢加氢站用液氢泵静态漏热研究

    许晟朱登凯王晨光吴波...
    424-428页
    查看更多>>摘要：往复式液氢泵是液氢加氢站的重要部件,是实现绿色交通的重要一环.液氢泵内充注着低温液氢,而外壳暴露在环境中,其换热损失不可忽略.以一款国产液氢加氢站用液氢泵为研究对象,通过理论分析的方法分析了液氢泵静态时由于辐射换热和导热导致的漏热量为 34.96 W,约为 0.3 kg/h的液氢蒸发量.建立了三维液氢泵导热模型,验证了导热计算的准确性.提出在结构允许的条件下,增大活塞和气缸的长度、改变泵池支撑的结构能有效降低液氢泵静态漏热.

    液氢泵加氢站静态漏热

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    超高纯氢低温提纯工艺研究

    黄天亮陈既东段罗斌徐国稳...
    429-435页
    查看更多>>摘要：氢能是正在大力发展的重要清洁能源,在使用过程中对氢气纯度有较高的要求.随着燃料电池和半导体行业的迅速发展,本文基于大型氢液化装置在液氢制备和液氢加注过程中回收的纯度 99%以上的氢气提纯需求,对于氢气纯度的要求更加苛刻,一般纯度需求为 5N～6N级别,这对于氢气高效提纯工艺提出了更大的挑战.对低温吸附法、变压吸附法、钯合金扩散法(膜分离)以及金属吸氢法等 4种氢提纯工艺进行了对比分析;实验研究了液氮温区大颗粒活性炭对氢气和氮气的吸附效果;同时采用低温吸附方法设计了 99%以上纯度向超高纯氢气(6N)的提纯工艺,并利用数值模拟软件对低温吸附流程工艺进行了建模分析与优化,目的在于探索和开发适用于工业生产的大流量、高纯度、稳定可靠以及经济高效的超高纯氢提纯工艺.

    低温吸附法超高纯氢提纯活性炭吸附实验数值建模分析

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    开阔空间下风速对液氢泛溢后氢气云团扩散行为特征及事故后果的影响研究

    沈亚皓王登吕洪张存满...
    436-447页
    查看更多>>摘要：为了探讨开阔空间中风速对液氢泛溢后形成的氢气云团扩散行为及其事故后果的影响,通过使用计算流体动力学(CFD)软件FLACS,模拟了不同风速条件下液氢泄漏后氢气云团的扩散特性.首先模拟了液氢在泛溢过程中的物理行为,分析了氢气云团在不同风速作用下的扩散模式.随后通过模拟氢气云团的点燃过程,评估了风速对液氢大规模泄漏后可能引发的爆炸事故后果的影响.结果表明,风速是影响氢气云团扩散和燃烧的关键因素,其大小对氢气云团的稳定性和爆炸范围具有显著影响.研究为液氢储存和运输过程中的风险评估提供了重要的理论依据,并为相关安全措施的制定提供了科学指导.

    风速液氢泛溢计算流体动力学氢气扩散爆炸后果

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    不同围堰下液氢泄放过程可燃区域对称偏移与分布研究

    孙若凡张胜棋蒲亮雷刚...
    448-453页
    查看更多>>摘要：为研究围堰对液氢泄漏扩散过程中可燃区域对称偏移的影响,根据NASA大型液氢泄放实验建立了三维瞬态CFD模型,对比分析了无围堰、下风向半围堰、全围堰下的可燃区域分布和对称偏移规律.计算结果表明,可燃区域对称偏移的原因来自氢气云团外侧对沿途空气的卷吸.无围堰时可燃区域形成分叉状结构最早,半围堰和全围堰下可燃区域在分叉状结构之间形成较小的羽状结构.不论何种围堰类型,可燃区域体积在液氢泄放停止后均继续上升 12s至峰值约 30000 m3.在第 80s时无围堰和半围堰情况下可燃区域体积均已降低至 0,而全围堰下由于上风向的半围堰内部存在涡流,仍残存体积为 4.6 m3 的可燃区域,该隐患在实际的氢能应用场景下需要引起重视.

    液氢泄漏扩散围堰可燃区域数值模拟

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    低温氢气火炬燃烧放空特性数值模拟研究

    何永琛张胜棋蒲亮谢福寿...
    454-461页
    查看更多>>摘要：放空火炬系统作为氢液化、储运、加注等关键装备的末端保护屏障,在紧急处理大规模失衡氢气时起着关键作用.建立了低温氢气火炬燃烧排放过程的工程物理模型和三维CFD数值计算模型,对氢气放空燃烧过程进行数值模拟,评估了不同放空温度条件对火炬火焰燃烧特性及热辐射分布特征的影响.研究结果表明,在低温氢气燃烧排放过程中,由于冷氢气与空气混合不充分,射流火焰更易受环境影响,导致火焰形态及热辐射场分布特征变化明显;随着氢气排放温度接近环境温度,氢气密度减小,流速增大,火焰体积、热辐射场中心偏移距离、偏移角度均以逐渐减小的趋势变化.相较于低温排放(43 K)情况,排放温度为 293 K时火焰体积、热辐射场中心偏移距离以及偏移角度分别减小了 53.77%、78.18%和 49.75%,印证了低温条件会为火炬放空作业带来极大的危险性.研究可为放空火炬系统的布置设计和氢安全控制策略的制定提供指导.

    低温氢气火炬放空火焰体积热辐射

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    氢液化装置防固氧累积及安全消除固氧的流程优化

    杨坤熊联友朱璟琦
    462-466页
    查看更多>>摘要：氢液化过程中氧含量超标可能导致固氧累积并导致氢氧爆炸风险.分析了由此引发的爆炸事故,并阐述了预防固氧累积的重要性.综述了近年来防止固氧累积的研究成果,包括使用超纯氢作为原料气、增加固氧洗涤器、将固氧累积调整为固空累积等,这些方法在一定程度上增加了成本或能耗.提出了一种新的解决方案,通过安装两道节流阀来防止固氧累积并安全地消除累积的固氧.通过流程模拟计算,证明了这种优化流程更易获得过冷液氢.该优化流程方案在实际应用中不会增加额外设备和能耗,具有广泛的适用性.

    氢液化装置固氧累积氢氧爆炸

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    "氢液化、储运、加注及安全技术"专刊序言

    前插1-前插2页
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