Análisis de simulación del riesgo de fuga y difusión de un sistema de almacenamiento de hidrógeno en aeronaves de hidrógeno
Autores: Dang, Xiangjun; Zhong, Mingwen; Jia, Wei; Yang, Xiaojun; Liu, Haoming; Shao, Yongxuan; Yang, Zhe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de simulación del riesgo de fuga y difusión de un sistema de almacenamiento de hidrógeno en aeronaves de hidrógeno
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Hidrógeno
Industria de la aviación
Riesgo de fuga
Modelo de simulación numérica
Cabina
Ventilación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
El hidrógeno es una fuente de energía alternativa para la industria de la aviación debido a su renovabilidad y limpieza, aunque esta nueva aplicación necesita ser reevaluada por el riesgo potencial de fugas. Por esta razón, tomamos una pequeña aeronave propulsada por hidrógeno como objeto de investigación e investigamos el comportamiento de difusión del hidrógeno en la cabina después de una fuga en el sistema de almacenamiento de hidrógeno a bordo de 35 MPa. En primer lugar, se verifica la efectividad del modelo de simulación numérica. En segundo lugar, se utiliza el modelo de simulación numérica para simular los cambios en la fracción molar de hidrógeno en la cabina bajo diversas condiciones de escenario (diferentes diámetros de fuga, direcciones y parámetros ambientales). Finalmente, investigamos el impacto de la ventilación. La ventilación forzada podría reducir significativamente la fracción molar de hidrógeno en la cabina en poco tiempo. Sin embargo, la ventilación forzada también promueve la difusión del hidrógeno residual en la cabina, lo que resulta en una gran proporción del volumen con una fracción molar de hidrógeno mayor que 0.04, pero puede reducir significativamente la proporción de regiones con alta fracción molar de hidrógeno (>0.1 o >0.2).
Descripción
El hidrógeno es una fuente de energía alternativa para la industria de la aviación debido a su renovabilidad y limpieza, aunque esta nueva aplicación necesita ser reevaluada por el riesgo potencial de fugas. Por esta razón, tomamos una pequeña aeronave propulsada por hidrógeno como objeto de investigación e investigamos el comportamiento de difusión del hidrógeno en la cabina después de una fuga en el sistema de almacenamiento de hidrógeno a bordo de 35 MPa. En primer lugar, se verifica la efectividad del modelo de simulación numérica. En segundo lugar, se utiliza el modelo de simulación numérica para simular los cambios en la fracción molar de hidrógeno en la cabina bajo diversas condiciones de escenario (diferentes diámetros de fuga, direcciones y parámetros ambientales). Finalmente, investigamos el impacto de la ventilación. La ventilación forzada podría reducir significativamente la fracción molar de hidrógeno en la cabina en poco tiempo. Sin embargo, la ventilación forzada también promueve la difusión del hidrógeno residual en la cabina, lo que resulta en una gran proporción del volumen con una fracción molar de hidrógeno mayor que 0.04, pero puede reducir significativamente la proporción de regiones con alta fracción molar de hidrógeno (>0.1 o >0.2).