PDF《车载高压氢瓶火烧试验及不同充装介质数值比较研究 》

35 反喷至气瓶上部,致使温度骤然上升.气瓶底部 影响较阀门、中部、上部温度测点较小,温度上 升相对平缓.

30 25

20 15 如图

3 所示压力变化分为

5 阶段.开始未变 阶段是由于瓶壁缠绕层传热缓慢,PRD 开启后平 衡阶段由于氢气泄放引发爆燃反喷至气瓶表面 起到迅速再加热气瓶的作用而导致内部剩余气 体温度升高而再增压,再增压与起始压降最终达 到一个平衡点,直至因氢气量的减少而燃烧热量 减少打破这个平衡.

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0 P / MPa 表1气瓶材料密度及导热系数

3 数值仿真 气瓶壁由铝合金内胆、 碳纤维/树脂缠绕层和 玻璃纤维/树脂缠绕层构成. 数值仿真分两步进行,第一燃烧场数值仿 真,第二传热数值仿真.材料参数见表 1.燃烧 场计算完毕,提取气瓶表面的温度,用于传热计 算,实现两步数据关联. Tabl ials Material ity Conductivity / e

1 Densities and thermal conductivities of cylinder mater Dens ? / kg?m?3 W?(m?K)?1 Al

2700 238 Carbon fiber/ xy laminate

0 epo

1750 6.5 Glass-fiber/epoxy laminate

2550 .133 3.1 燃烧控制方程及边界条件 天然气的燃烧是一个多组分的反应过程,当 选择解化学物质的守恒方程时,通过第 i 种物质的对流扩散方程预估每种物质的质量分数 .守恒方程 采用以下的通用形式: i Y H2

20 0.2018 Air

318 0.0436 ( ) ( ) i i i i Y Y J R t ? ?? ? i S ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? (1) 由于燃料和氧化剂以相异流的方式进入反应区,所以此燃烧按非预混燃烧模拟,当激活非绝热、非 预混燃烧模型时,模型求解以总焓表示的能量方程: ? ? ? ? h p t k H vH H S c ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2) 式中Sh为热源. 上式假定刘易斯数( )=1, 方程右边的第一项包含热传导与组分扩散, 黏性耗散作为非守恒形式被 包含在第二项中.总焓的定义为: Le j j j H Y H ? ? (3) 其中: ? ref ,

0 p, ref , d j T ? j j j T H c T h T ? ? ? j ? (4) 方程(4)中?0ref , j j h T 为组分 j 处于参考温度 ref , j T 的生成焓. 根据物理模型,我们对数学模型做如下抽象和简化: 1) 火烧处于稳定状态,速度场不随时间变化,模型将研究气瓶内部压力与温度场分布;

2) 瓶内气体流动是黏性气体的湍流流动;

3) 气相在网格内是均匀的;

4) 忽略天然气与氧气的预混过程,采用非预混的方法燃烧模型来处理;

入口处混合气体的速度方向 垂直于入口表面.烟气全部从烟气出口排出,不考虑烟气排出火焰空间后的运动过程;

5) 天然气........