纤维缠绕高压氢气瓶火烧温升试验及数值研究

纤维缠绕高压氢气瓶是氢燃料电池汽车储氢系统的关键设备。气瓶在使用中如果遭遇火灾意外,可能导致氢气泄漏、爆燃甚至爆轰等危险。为研究气瓶在火烧情况下的安全性能及内部气体的温升规律,进行了火烧试验研究,得到了气瓶外表面的温度场分布及内部气体的温升规律．结果表明内部气体的温升速率很小．且与外表面存在较大温差。然后以试验数据为基础建立3D数值模型。对火烧时气瓶内部气体的温升进行模拟,并对试验结果和模拟结果进行比较分析．表明所建立的模型能较为准确的模拟气瓶火烧试验时的内部温升,该模型为进一步研究气瓶火烧试验奠定了基础。     

铜制压力容器轻量化研究

中国标准中铜材许用应力取值较欧美标准偏低,是国产铜制压力容器耗材较多的主要原因之一。通过比较和分析国内外铜制压力容器标准,指出屈服强度是影响铜材许用应力的关键因素。建议采用1.0%非比例延伸强度代替0.2%非比例延伸强度作为屈服强度,以提高铜材许用应力,进而提高我国铜制压力容器的轻量化水平。并以H62铜合金为例,进行了容器爆破试验研究和有限元分析,结果表明许用应力提高后,铜制压力容器仍具有较高的强度裕度。     

不锈钢钎焊U型管板接头分析

采用拉伸试验对304不锈钢管板进行结构强度测试,同时使用扫描电镜方法探析了钎焊接头的内部结构以及力学特征。通过有限元分析软件ANSYS分析了真空钎焊接头的残余应力及应力分布情况。研究后发现,管板连接处往往会出现应力集中现象,通过有限元分析可以得到管板连接处残余应力的分布规律。     

搅拌釜内流场三维数值模拟及功率预测

大型搅拌釜,尤其是涉及传热或两相介质搅拌的容器,其搅拌效果和功率往往难以预测。针对大型搅拌釜的搅拌器设计、流场结构模拟和功率预测等问题,采用CFD数值模拟技术,对搅拌釜内部的三维流场进行了数值计算。分析了搅拌釜内的流动结构,计算了不同曝气量时的搅拌功率,获得了详细的流场信息和各项特性参数。     

H62铜合金试件拉伸过程声发射监测与数据分析

铜材料由于具有较好的耐腐蚀性,近年来被广泛应用于化工等行业。应用声发射检测技术对铜制承压设备进行检测是较为有效的方法之一。制作了H62型号的铜拉伸试件,并对拉伸过程进行了声发射监测。研究结果表明,铜材料的弹性阶段较短;对于铜拉伸试件,由于其材料黏弹性较高,出现破坏时,高幅值信号较少;相同铜试件,有效声发射信号个数与加载速率有关,加载速率越快,有效声发射信号越多;铜材料声发射信号的波形峰值频率一般出现在210-340kHZ范围。相关结论可以为开展铜制承压设备的声发射监测提供参考。     

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。     

Q245R钢缺口试件早期损伤超声非线性特性研究

采用非线性超声技术,对含双边V型缺口的Q245R钢试件单轴拉伸过程进行测试,研究试件缺口附近区域不同位置的超声非线性特性。试验结果表明,超声非线性系数β能够准确表征材料的早期损伤状态,不同的拉伸损伤阶段β值变化规律不同,试件的不同位置因损伤程度不同表现出不同的超声非线性响应,距离缺口位置越近,损伤越严重,β值涨幅越大。试验通过β与损伤间的关系,验证了缺口附近区域的应力分布规律,证明了非线性超声技术在测试材料早期损伤方面的有效性。     

快开门式压力容器失效事故预防对策

介绍了目前快开门式压力容器相关的主要标准和规范,以及目前发生事故的主要原因,认为通过提出设计、制造、安装、使用和管理以及检验等方面的要求能有效降低快开门事故发生的几率,并给出了相关环节的对策。针对设计与使用环节,研究了快开门式压力容器开启余压爆炸危害的测试与结果,给出了不同容器的开门余压设定方法。     

基于有限元方法分析不同啮合度下快开门式压力容器的力学性能

低啮合度升压是快开门式压力容器产生爆炸事故的主要原因之一,基于有限元方法,针对一台齿啮式容器,分析了不同啮合度下的力学承载能力。分析结果表明,随着齿面啮合比例降低,结构可承受的极限载荷与疲劳寿命呈下降趋势,且下降速度逐渐加大。     

纤维缠绕高压氢气瓶火烧温升试验及数值研究

为研究气瓶在火烧情况下的安全性能及内部气体的温升规律,进行了火烧试验研究,得到了气瓶外表面的温度场分布及内部气体的温升规律,结果表明内部气体的温升速率很小,且与外表面存在较大温差.以试验数据为基础建立3D数值模型,对火烧时气瓶内部气体的温升进行模拟,并对试验结果和模拟结果进行比较分析,表明所建立的模型能较为准确的模拟气瓶火烧试验时的内部温升,该模型为进一步研究气瓶火烧试验奠定了基础.