Propensity for H2 flame wrinkling, acceleration and transition to detonation from side venting, rear venting and interaction with expansion waves

H2 火焰起皱、加速以及从侧面排气、后部排气以及与膨胀波相互作用过渡到爆炸的倾向

基本信息

  • 批准号:
    570937-2021
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Alliance Grants
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The proposed research addresses the rapid shift of the energy sector in utilizing hydrogen fuel as an energy carrier. This fundamental transformation of the energy sector provides unique opportunities for Shell and Canada in the safe production and handling of clean hydrogen and associated technologies. The project addresses the explosion safety of hydrogen gas in scenarios of fuel leaks leading to combustible cloud formation in typical distribution and storage facilities with semi-enclosed spaces and venting capabilities. We study the effect of partial venting on the flame dynamics and the potential for rapid flame acceleration potentially leading to pressure wave amplification and transition to detonation. The need for this research is due to the absence of appropriate safety guidelines and the codes and standards that are required to prevent the flame acceleration and detonation transition. Such accident scenarios have been anecdotally documented in past large-scale trials and recent accidents in the industry, such as having occurred in 2019 at a hydrogen fueling station in Norway. The objective of the present research is to clarify the mechanisms that lead to flame acceleration in the presence of partial venting and to provide quantitative criteria for safe design of installation. A computational model will also be developed in order to obtain predictive capability of these phenomena. A suite of different experimental configurations with detailed flow visualization will permit to determine the unique physical mechanisms of flame acceleration that are peculiar to hydrogen-air mixtures in the presence of expansion waves. These experiments will be complemented by high-performance direct numerical simulations. Together, the experiments and simulations will be used generate scaling laws and validation bechmarks for engineering-type numerical models. The generation of these design tools addressing the explosion safety of hydrogen will be essential to the practicing engineer. The present research will also contribute to the training of highly-qualified personnel in the emerging energy sector activities involving hydrogen gas as energy carrier.
拟议的研究解决了能源部门利用氢燃料作为能源载体的快速转变。 能源行业的这一根本性转变为壳牌和加拿大在安全生产和处理清洁氢气及相关技术方面提供了独特的机会。该项目解决了在具有半封闭空间和通风能力的典型分配和存储设施中燃料泄漏导致可燃云形成的情况下氢气的爆炸安全性。 我们研究了部分排气对火焰动力学的影响以及火焰快速加速可能导致压力波放大和过渡到爆炸的可能性。 这项研究的必要性是由于缺乏适当的安全指南以及防止火焰加速和爆炸转变所需的规范和标准。 此类事故场景在过去的大规模试验和最近的行业事故中都有记载,例如 2019 年在挪威的一个加氢站发生的事故。 本研究的目的是阐明在部分排气的情况下导致火焰加速的机制,并为安装的安全设计提供定量标准。 还将开发一个计算模型以获得这些现象的预测能力。 一套具有详细流动可视化的不同实验配置将允许确定在存在膨胀波的情况下氢气-空气混合物所特有的火焰加速的独特物理机制。 这些实验将得到高性能直接数值模拟的补充。 实验和模拟将共同用于生成工程类型数值模型的比例定律和验证基准。 这些解决氢气爆炸安全问题的设计工具的生成对于实践工程师来说至关重要。本研究还将有助于培训涉及氢气作为能源载体的新兴能源领域活动的高素质人才。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Radulescu, MateiMI其他文献

Radulescu, MateiMI的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

面向高效分解水制氢的TiO2-非贵金属单原子光催化剂的原位构筑及协同作用机制
  • 批准号:
    22378346
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
铁(氢)氧化物表面H2O2分解机制和自由基定向转化调控
  • 批准号:
    52300110
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
氧化/还原助剂修饰CdS用于光催化分解H2S制氢的超快光物理机理研究
  • 批准号:
    22311530118
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    37 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
CO2捕集转化与等离子体强化的生物质气化制氢机理研究
  • 批准号:
    52376207
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
少层MoS2基复合催化剂的调控合成及其激子效应光催化产氢增效机制研究
  • 批准号:
    22302119
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Zero Embrittlement H2 Tank Coating Testing ( Phase 3 )
零脆化氢气储罐涂层测试(第 3 阶段)
  • 批准号:
    10106846
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.7万
  • 项目类别:
    Launchpad
Smart ResSim Technology - Reducing Uncertainties for Advanced CO2 and H2 Storage Processes
Smart ResSim 技术 - 减少先进 CO2 和 H2 存储过程的不确定性
  • 批准号:
    10090798
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.7万
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
H2GLASS - advancing Hydrogen (H2) technologies and smart production systems TO decarbonise the GLass and Aluminium SectorS
H2GLASS - 先进的氢 (H2) 技术和智能生产系统,使玻璃和铝行业脱碳
  • 批准号:
    10063137
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.7万
  • 项目类别:
    EU-Funded
Ignitability, Quenching and Deflagration-to-Detonation-Transition of H2-air mixtures
氢气-空气混合物的可燃性、淬火和爆燃到爆炸的转变
  • 批准号:
    2809262
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.7万
  • 项目类别:
    Studentship
Geochemical impact of CO2 and H2 injection on geomechanical and petrophysical properties of caprock to ensure safe containment: an experimental and an
注入 CO2 和 H2 对盖层地质力学和岩石物理性质的地球化学影响以确保安全封堵:实验和研究
  • 批准号:
    2889089
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.7万
  • 项目类别:
    Studentship
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了