Modeling of jet spreading and flame hazard distances for high pressure hydrogen releases

喷射(流体) 危害 环境科学 材料科学 核工程 工程类 航空航天工程 物理 化学 有机化学 量子力学
作者
Fumin Guo,Chunyan Song,Qingxin Ba,Jiaxin Zhang,Zhonglong He,Xuefang Li
出处
期刊:Journal of physics [IOP Publishing]
卷期号:2723 (1): 012003-012003
标识
DOI:10.1088/1742-6596/2723/1/012003
摘要

Abstract Hydrogen is a promising clean and sustainable energy carrier. Hydrogen is usually stored at high pressure due to its low density. Hydrogen releases from high pressure storage can result in underexpanded jets that will mix with air, forming a large combustible cloud. If the jets are ignited, jet flames will form with a large hazard area. This study simulated hydrogen jets and jet flames for storage pressures of 1~70 MPa and nozzle diameters of 1~2 mm using the HyRAM software. The results show that the jet diffusion distance increased with the hydrogen stagnation pressure and the nozzle diameter. The diffusion distances were correlated with the nozzle diameter and the hydrogen stagnation pressure. The jet flames and thermal radiations were then analyzed to show that the flame length and hazard distance both increased with the stagnation pressure and nozzle diameter. Correlations for radiation major harm distance, harm distance and no harm distance were developed to predict the jet flame hazard range. The present study can provide references for the safety design of hydrogen applications.
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