高压氢气泄漏扩散数值模拟

氢气作为未来能源的载体前景十分广阔，随着氢气的广泛应用，高压氢气的泄漏事故的产生将不可避免。本文基于FLUENT软件的物质传输与反应模块建立了输氢管道、储氢罐泄漏扩散的模型，提出了研究氢气泄漏扩散的数值模拟方法。通过模拟求解得出了氢气含量在模拟区域的分布等结果。对结果进行分析，得到了氢气泄漏后的扩散特性。研究结论可以为处理高压氢气泄漏提供一定参考。     

加氢站高压低温氢气泄漏扩散数值研究

为了明确加氢站发生高压氢气泄漏后形成可燃区域的分布特性,进行了某加氢站中的35 MPa和70 MPa加氢机发生泄漏事故的数值模拟。研究了泄漏孔径和氢气预冷温度对稳态可燃区域分布形态和体积的影响。计算结果表明,70 MPa加氢机泄漏形成的可燃区域体积约为35 MPa加氢机的两倍。泄漏孔尺寸对可燃区域体积有非常显著的影响。随着预冷温度的降低,射流边界层的气流速度降低,氢气质量分数增大,且后者对稳态可燃区域体积的影响更大,尤其在发生中孔泄漏时,随着氢气预冷温度从300 K降低至240 K,35 MPa加氢机泄漏形成的可燃区域体积从5 590 m³增加到16 835 m³,增长率为201.16%,同时可燃区域的形态从“平面”转换到“羽状”。     

氢敏材料及氢气传感器的研究进展

对氢气进行快速、准确、原位测量,具有重要的学术意义和广阔的应用前景.氢气传感器发高品质氢敏材料的研制,氢敏材料的敏感响应性、重现性等决定着氢气传感器的工作性能.综述了近年来研究较多的半导体型、热电型、光学型、电化学型4类氢气传感器及相应氢敏材料的研究进展,并展望了氢敏材料及氢气传感器的发展方向.     

基于数值方法的竖井光面爆破参数确定方法

光面爆破技术已广泛应用于竖井开挖施工中.目前,光面爆破参数主要采用基于现场统计分析的经验法确定.运用有限元动力分析软件ANSYS/LS—DYNA对超深竖井光面爆破不同参数进行了比较分析,根据模拟结果,确定最佳光面爆破参数.同时,将模拟结果与经验法确定的参数进行了对比.最后,将经验法与数值法分别应用于洞宫山隧道通风竖井光面爆破的参数确定中.结果表明:经验法场地适用性较差,数值方法确定的光面爆破参数更符合实际情况.     

MEMS氢气传感器气体冲击试验研究

气体传感器主要应用于可燃气体、有毒有害气体的检测,随着传感器制造工艺的发展以及气敏材料的优化,传感器的特点趋向于低功耗、高灵敏度和小尺寸方向。对传感器性能检测也逐渐提高了要求,文章主要采用动态配气与电磁阀结合,基于GB/T 34004—2017 《家用和小型餐饮厨房用燃气报警器及传感器》标准和美国汽车工程师协会的SAE—J3089 《氢燃料电池汽车信息技术报告-车载氢传感器特性》标准中的气体冲击试验,搭建了气体冲击试验装置,研究气体冲击试验对MEMS氢气传感器可靠性能(寿命)的影响。     

氢能源氢气传感器可靠性试验研究

氢能源氢气传感器主要包括催化燃烧式和半导体式。半导体式具有低功耗、高灵敏度、更安全的特点,但可靠性有待提高。本文对半导体薄膜型氢气传感器进行乙醇和乙酸的抗干扰试验,并对其在抗干扰气体方面的可靠性进行评价。     

车载氢气传感器静态法检测装置

本文以车载氢气传感器性能检测需求为研究对象,研制了一套静态法测试装置。介绍了该装置的结构组成及使用方法,并采用温度试验针对性地创新设计,提高了试验的严谨性。试验证明,该装置设计科学合理、操作方便,且应用广泛。     

Pd-Ni合金氢气传感器抗干扰性能提升研究

设计了一种Pd₉₀Ni₁₀薄膜电阻型氢气传感器,在Pd₉₀Ni₁₀薄膜表面覆盖一层保护膜以提高传感器在不同环境气体中的抗干扰性能。首先,研究了HfO₂、聚四氟乙烯(PTFE)、 SiO₂、 Al₂O₃ 4种不同材料对传感器抗干扰性能的提升影响,试验发现Al₂O₃保护膜对提升传感器抗干扰性能的效果最佳。其次,对Al₂O₃保护膜的厚度进行了优化,将Pd₉₀Ni₁₀薄膜氢气传感器的抗干扰性能进一步提升。最后,对传感器的零点电阻稳定性、氢气响应重复性、梯度响应等性能进行测试,得到了适用于Pd₉₀Ni₁₀薄膜氢气传感器的保护膜优化条件,使传感器的抗干扰等性能得到了提升。     

自来水管网泄漏检测方法的研究

本文根据管网泄漏的实际情况设计并进行了管网水泄漏的模拟实验 ,对泄漏产生的信号进行了测试分析 ,采用互相关分析估计时间延迟来检测泄漏点位置 ,根据泄漏信号特征构造了人工神经网络模型 ,并用于泄漏点的检测 ,实验研究表明水管泄漏互相关法检测技术是适用可行的 ,但需要两个以上的传感器 ,而神经网络模型则只需一个传感器即可实现泄漏点的检测 ,体现了单传感器实现定位检测的良好前景     

氢检漏技术在压力容器检漏中的应用

结合中央空调冷水机组和工业冷冻设备用压力容器及氢检漏仪器的特点,介绍氢检漏技术在检漏中的应用,明确氢检漏试验方法,并对其要点进行阐述。     

液氢泄漏扩散数值模拟研究

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。     

大型压力输水管道泄漏监测方法的试验研究

摘 要:为研究一种针对大型压力输水管道泄漏问题的在线监测方法,设计了4种不同压力工况(0.2 MPa、0.4 MPa、0.6 MPa、0.8 MPa)和4种不同泄漏孔直径工况(2 mm、4 mm、8 mm、14 mm)的管道模型试验.试验通过控制阀门开闭、阀门孔径大小和输水管压力变化来模拟实际运行管道的泄漏状态,并用水...     

板材软模成形数值模拟研究现状

分析了板材软模成形数值模拟的特点,对目前主要采用的软模成形数值模拟方法进行了阐述和评价,并对三类典型软模成形(液压成形,橡皮成形及粘性介质压力成形)过程数值模拟应用进行了综述,最后对板材软模成形数值模拟发展趋势进行了展望.     

载人航天器舱内气体泄漏数值模拟分析

针对载人航天器舱内气体在太空中的泄漏问题,提出内外舱同时升压法来进行数值模拟计算,引入无量纲参数气体泄漏因子来判定气体泄漏量。采用基于Simple算法的有限体积法,对载人航天器舱内气体泄漏状态进行仿真,并分析了气体泄漏过程中影响参数。结果表明:增加镀铝薄膜层厚度和减小镀铝薄膜层材料孔隙率都能同时减弱气体泄漏因子,使气体泄漏量降至最小。     

薄板类件多点成形过程的数值模拟

以希尔关于弹塑性材料唯一性的充分性条件为理论基础,采用虚功率增率型原理,建立了多点成形的有限元模型,探讨了板材厚度、材质及弹性介质等因素对成形结果的影响,通过数值模拟找出参数合适的弹性介质,并对薄板类件的多点成形过程进行了实验验证.研究表明,通过使用参数合适的弹性介质,可以有效抑制压痕现象的产生,并能保证工件的成形精度;实验验证表明对马鞍形件多点成形过程中压痕现象的模拟是合理的.     

屈服准则和硬化模型对5052铝板回弹仿真的影响

为选择适合于5052铝合金回弹仿真的材料模型,对LS-Dyna软件中4个材料模型MAT_36、MAT_122、MAT_125和MAT_226所采用的屈服准则和硬化模型进行了分析,采用这4个模型对5052铝板U形件的回弹进行了仿真,对回弹过程中圆角区的应力释放进行了讨论.同时,进行了U形件的回弹试验,并与仿真结果进行了比较.结果表明,4个材料模型中,基于Yoshida-Uemori随动硬化模型和Barlat’89屈服准则的材料模型MAT_226具有最好的回弹预测精度,由各向同性硬化模型和Hill’48屈服准则组合的材料模型MAT_122的回弹预测结果与试验结果的偏差最大.硬化模型对回弹预测精度的影响大于屈服准则的影响.     

时频分析法在锅炉承压管线泄漏检测中的应用研究

准确检测锅炉承压管线泄漏是保障锅炉安全运行的关键技术,音频分析法是检测承压管线泄漏故障的主要手段,提出一种基于联合时频分析(Joint Time-Frequency Analysis, JTFA)研究锅炉背景声和承压管线泄漏声的时频特征,判定泄漏故障的方法。设计了由前置放大、程控滤波、增益补偿处理的双通道音频信号采集电路;采用快速傅里叶变换获取信号广义谱特征,采用程控滤波对采集信号加动态频率窗,再采用短时傅里叶变换对采集信号时间加窗,多角度分析信号的时频特征,以判定承压管线运行是否存在泄漏故障。相比于传统的RC滤波加快速傅里叶变换分析方法,这种动态加双窗的时频分析法能够提高泄漏信号采集的灵敏度和泄漏故障判定的准确性。     

Passively mode-locked fiber laser sensor for acoustic pressure sensing

The development is reported of a multi-longitudinal mode fiber laser sensor based on passive mode locking employing carbon nanotubes in the laser cavity. A polymer membrane is employed beneath the pre-strained erbium-doped fiber (EDF) to convert the sound pressure disturbance into axial strain, alter the cavity length, and induce a shift of the longitudinal modes beat. Hence, acoustic pressure measurement can be carried out by detecting the shift of the beat frequency. Experimental results show comparable strain and sound pressure sensitivity of ~0.5 kHz/με and 147.2 Hz/Pa, respectively. The proposed sensor is an alternative for the measurement of acoustic pressure and possesses the advantages of good stability and ease of interrogation.     

混合干涉型分布式光纤天然气管道泄漏检测及定位方法研究

介绍了一种基于马赫-曾德尔和萨格纳克混合干涉仪原理的分布式光纤天然气管道泄漏检测系统.阐述了检测系统的检测原理及泄漏定位方法,在泄漏点距法拉第旋转镜为6 032m处进行了气体管道泄漏检测实验并重复做了20次试验,测试了传感光纤与泄漏点不同夹角对检测系统性能的影响.实验结果表明,该系统可以检测出管道内气体压力为0.3MPa、泄漏孔径为2.5mm的微小泄漏信号并进行定位,平均相对定位误差为1.29%.在40mm的管道外径下,传感光纤与泄漏点夹角在0～180°范围内,检测系统均能检测出泄漏信号并进行定位.