发射场液氢泄漏扩散计算及危险性分析

航天发射场液氢泄漏的计算分析是一个比较复杂的问题,它涉及到流体的传热、传质,泄漏过程中的质量守恒、能量守恒以及组分守恒等问题。通过简化的发射场储罐的液氢的泄漏扩散模型,着重分析了泄漏压力、泄漏口大小和位置对于泄漏过程的影响规律。通过模拟发现液氢的泄漏速度随着泄漏口压力增大而增大,但是当泄漏口流量系数不变时,泄漏速度与泄漏口的大小无关。完全气化距离和完全气化时间都与泄漏压力和泄漏口大小呈正相关。同时使用TNO多能法,结合相变计算公式,对案例进行变压力及变泄漏口直径下的危害评估。结果发现,当泄漏出的蒸气云的体积小于受限空间体积时,泄漏口压力越大,泄漏口越大,液氢的泄漏量也越大,从而蒸气云爆炸的危害越大。