氫燃料汽車(chē)泄漏的處理方法研究

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氫燃料汽車(chē)泄漏的處理方法研究

氫燃料汽車(chē)普及之前需要開(kāi)發(fā)一系列的緊急處理程序，以確保車(chē)輛發(fā)生碰撞及火災(zāi)時(shí)汽車(chē)及用戶(hù)的安全。在氫燃料汽車(chē)發(fā)生事故時(shí)，首先需要解決事故車(chē)輛氫燃料泄漏問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)緊急處理程序可以在事故發(fā)生后進(jìn)行相關(guān)清理工作，增加空氣流動(dòng)，稀釋氫燃料濃度使其不超過(guò)燃燒下限。實(shí)車(chē)測(cè)試表明，當(dāng)事故車(chē)輛氫燃料泄漏速度為1000NL/min，起火點(diǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)處時(shí)，處于車(chē)輛附近的人員不會(huì)受到太嚴(yán)重的傷害，但是這些研究都沒(méi)有考慮事故車(chē)輛附近由其它車(chē)輛行駛帶來(lái)的空氣流動(dòng)影響。本文研究了空氣流動(dòng)速度不超過(guò)2m/s、氫燃料泄漏速度為2000NL/min時(shí)，氫燃料在事故車(chē)輛附近的分散情況。

進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，使用一輛以汽油為燃料的商務(wù)車(chē)，利用鼓風(fēng)機(jī)模擬事故車(chē)輛附近行駛車(chē)輛引起的空氣流動(dòng)，鼓風(fēng)機(jī)（直徑600mm、風(fēng)量85m3/min）分別設(shè)置在距離車(chē)輛底部中心前端5m、側(cè)面5m，這樣可以保證空氣流速約為2m/s。氫燃料通過(guò)一根布置在車(chē)輛底部中心直徑為4mm的管道流出。管道出口位置距離地面高度約200mm，向上或向下排出氫燃料對(duì)于氫燃料的擴(kuò)散沒(méi)有影響，因而僅做向上排出氫燃料的試驗(yàn)，氫燃料泄漏速度設(shè)置為2000NL/min，這是根據(jù)輸出功率為200kW且泄漏流止回閥不工作時(shí)的計(jì)算結(jié)果。鼓風(fēng)機(jī)在氫燃料泄漏20s后開(kāi)始工作，以保證車(chē)輛附近氫燃料濃度在無(wú)風(fēng)條件下達(dá)到穩(wěn)定。試驗(yàn)通過(guò)傳感器測(cè)量了各處氫燃料濃度，并進(jìn)行了點(diǎn)火測(cè)試，模擬救援情況。

試驗(yàn)結(jié)果如下。

（1）在空氣流速2m/s、泄漏速度為2000NL/min時(shí)，與空氣不流通時(shí)相比，試驗(yàn)車(chē)輛周?chē)鷾y(cè)量點(diǎn)的氫燃料燃燒下限升高4%（體積百分比）。此外，車(chē)輛底部附近的氫燃料很難擴(kuò)散，若底部產(chǎn)生明火將對(duì)執(zhí)行事故救援工作人員造成較大的危險(xiǎn)。

（2）由于空氣的流動(dòng)，使得氫燃料通過(guò)車(chē)輛打開(kāi)的門(mén)、窗進(jìn)入車(chē)輛內(nèi)部。與只打開(kāi)迎風(fēng)門(mén)相比，當(dāng)左、右車(chē)門(mén)均打開(kāi)時(shí)，會(huì)使更多的氫燃料進(jìn)入到車(chē)輛內(nèi)部，從而使車(chē)輛內(nèi)部的氫燃料濃度相應(yīng)升高。因而，氫燃料從車(chē)輛底部泄漏時(shí)只打開(kāi)迎風(fēng)門(mén)，將能提高救援人員的安全性。

Yohsuke Tamura et al. SAE 2013-01-0211.

編譯：王祥