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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开了一种基于高压氢气管道泄漏事故的安全距离确定方法，包括:建立高压氢气管道的三维物理模型；针对不同的孔径对泄露事故进行数值模拟，得到不同孔径条件下的泄露事故的氢气泄漏流量；建立以氢气喷射区域为核心的三维空间模型；将不同孔径条件下的泄露事故的氢气泄漏量代入三维空间模型中，进行氢气泄漏扩散模拟，得到在未点燃状态下泄漏事故的爆炸危险范围；计算泄漏并点燃状态下喷射火的火焰尺寸，计算出泄露事故的辐射热通量，得到热辐射危险范围；根据模拟与计算结果拟合出与爆炸危险范围与热辐射轻伤半径计算式。本发明可快速对目标管道小孔泄漏事故进行分析预测，为氢气管道的设计安装以及事故发生的安全疏散提供更为准确的参考。

主权项：1.一种基于高压氢气管道泄漏事故的安全距离确定方法，其特征在于，包括以下步骤：1利用Fluent软件建立高压氢气管道的三维物理模型；2利用Fluent软件，采用步骤1建立的三维物理模型，针对不同的孔径对泄露事故进行数值模拟，得到不同孔径条件下的泄露事故的氢气泄漏流量Qm，其计算公式如下： 式中，Qm为泄露孔口的质量流量；C0为泄露系数，圆孔取1；dor为孔口当量直径；P2为泄漏点处的绝对压力；M为氢气摩尔质量；Z为压缩因子；R为通用气体常数；T2为泄漏点处的气体温度；k为热容比；3在Fluent软件中建立以氢气喷射区域为核心的三维空间模型：根据自由射流理论进行三维空间划分，确定大小合适的空间，建立以氢气喷射区域为核心的三维空间模型；4将步骤2得到的不同孔径条件下的泄露事故的氢气泄漏量代入步骤3得到的三维空间模型中，进行氢气泄漏扩散模拟，拟合得到在未点燃状态下泄漏事故的爆炸危险范围的计算公式；5计算泄漏并点燃状态下喷射火的火焰尺寸，结合加权多点源模型计算出泄露事故的辐射热通量，拟合得到热辐射危险范围的计算公式；所述计算泄漏并点燃状态下喷射火的火焰尺寸，具体为：根据以下公式计算泄漏并点燃状态下喷射火的火焰尺寸H：HD＝1.9Q*25其中，D为喷射孔的特征长度；Q*为无量纲火焰功率；所述泄露事故的辐射热通量的计算公式为： 式中，qWMP为目标点接收到的辐射热通量；qn为目标点接收到的第n个点源的辐射热通量,1≤n≤N，N为沿火焰轴线分布的点源个数；wn为第n个点源辐射强度的权重；XR为辐射热与喷射火释放热之比，氢气取0.1；LHV为氢气燃烧热；τn为第n个点源到接收器之间的大气透射率；Sn为第n个点源到接收器的距离；为第n个点源至接收器中心连线和接收器平面法线的夹角；6结合步骤4的爆炸危险范围及步骤5的热辐射危险范围，确定基于高压氢气管道泄漏事故的安全距离。

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