第41卷第5期 南京工业大学学报(自然科学版) Vol. 41 No. 5 20194F9 JOURNAL OF NANJING TECH UNIVERSITY(Natural Science Edition)Sep2019 i:10.3969/jisn.1671-7627.2019.05.018 高压氢气泄漏自燃研究进展 汪志雷,潘旭海!,蒋军成1,2 (1南京工业大学安全科学与工程学院,江苏南京211800 2常州大学环境与安全工程学院,江苏常州213164) 摘要:针对基于扩散点火理论的高压氫气泄漏自燃研究进展进行总结,对自燃机制、主要影响因素及变化规律 进行阐述。介紹相美实验研究的发展变化过程,阐述该领域从定性研究到定量研究的过程中各阶段主要研究成果 对于研究的推动作用,对于泄放压力、破膜条件、管道尺寸等主要影响因素的研究内容进行详细的对比分析。最后 讨论现阶段存在的问題并展望了今后的发展趋势 关键词:氩气泄漏;氩气自燃;扩散点火;激波;氫安全;喷射火 中图分类号:X93 文章编号:1671-7627(2019)05-0656-08 Research challenges in high-pressure hydrogen spontaneous ignition WANG Zhilei, PAN Xuhai, JIANG Juncheng (1. College of Safety Science and Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211800, China; 2. School of Environment and Safety Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China) Abstract: Based on diffusion ignition theory, the research progress and current status of high-pressure hydrogen spontaneous ignition were summarized, the postulate mechanisms of s on were explained and the main influencing factors of spontaneous ignition induced by shock were introduced. The development process of relevant experimental study and the promotion of the main research results from qualitative research to quantitative research in this field were introduced. The content of the research on the main influe factors, such as venting pressure, membrane breaking conditions, and tube size was analyzed, and the problems existing at the current stage and the future development trends were Key words: hydrogen leakage; hydrogen self-ignition; diffusion ignition; shock wave; hydrogen safety; 随着我国石化燃料使用量不断增加,环境污染此,无论从保护生态环境还是保障能源安全的角 问题日益严重;与此同时我国石油自给率也逐年下度,我国都急需大力开发清洁环保的新能源。氢气 降,截止2018年我国石油自给率已不足30%。因作为一种能量载体,以其高热值、零污染、易获取的 收稿日期:2019-07-02 基金项目:国家重点研发计划(2016YFC0800100,2017YFC0804700);国家自然科学基金重点项目(51834007);江苏省研究生科研创新计划 作者简介:汪志雷(1991—),男, E-mail: wangzu@nth,cdc;潘旭海(联系人),教授,E-mail: xuhaipan@njeh.cdhu;蒋军成(联系人),教授, E-mail: jcjiang@ njtecheducn. 引用本文:汪志雷潘旭海,蒋军成高压氢气泄漏自燃研究进展[J]南京工业大学学报(自然科学版),2019,41(5):656-663第 ４１ 卷第 ５ 期 ２０１９ 年 ９ 月 南 京 工 业 大 学 学 报 （自 然 科 学 版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＮＡＮＪＩＮＧ ＴＥＣＨ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏｌ． ４１ Ｎｏ． ５ Ｓｅｐ． ２０１９ ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７６２７．２０１９．０５．０１８ 高压氢气泄漏自燃研究进展 汪志雷１ ，潘旭海１ ，蒋军成１，２ （１．南京工业大学 安全科学与工程学院，江苏 南京 ２１１８００； ２．常州大学 环境与安全工程学院，江苏 常州 ２１３１６４） 收稿日期：２０１９－０７－０２ 基金项目：国家重点研发计划（ ２０１６ＹＦＣ０８００１００，２０１７ＹＦＣ０８０４７００）；国家自然科学基金重点项目（ ５１８３４００７）；江苏省研究生科研创新计划 （ＫＹＣＸ１８＿１０５０） 作者简介：汪志雷（１９９１—），男，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗａｎｇｚｌ＠ ｎｊｔｅｃｈ． ｅｄｕ． ｃｎ；潘旭海（联系人），教授，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｕｈａｉｐａｎ＠ ｎｊｔｅｃｈ． ｅｄｕ；蒋军成（联系人），教授， Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｃｊｉａｎｇ＠ ｎｊｔｅｃｈ．ｅｄｕ．ｃｎ． 引用本文：汪志雷，潘旭海，蒋军成．高压氢气泄漏自燃研究进展［Ｊ］．南京工业大学学报（自然科学版），２０１９，４１（５）：６５６－６６３． 摘 要： 针对基于扩散点火理论的高压氢气泄漏自燃研究进展进行总结，对自燃机制、主要影响因素及变化规律 进行阐述。 介绍相关实验研究的发展变化过程，阐述该领域从定性研究到定量研究的过程中各阶段主要研究成果 对于研究的推动作用，对于泄放压力、破膜条件、管道尺寸等主要影响因素的研究内容进行详细的对比分析。 最后 讨论现阶段存在的问题并展望了今后的发展趋势。 关键词： 氢气泄漏；氢气自燃；扩散点火；激波；氢安全；喷射火 中图分类号：Ｘ９３ 文章编号： １６７１－７６２７（２０１９）０５－０６５６－０８ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｉｎ ｈｉｇｈ⁃ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｚｈｉｌｅｉ １ ， ＰＡＮ Ｘｕｈａｉ １ ， ＪＩＡＮＧ Ｊｕｎｃｈｅｎｇ １，２ （１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１１８００， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ ２１３１６４， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ， ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｈｉｇｈ⁃ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ， ｔｈｅ ｐｏｓｔｕｌａｔｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｓｈｏｃｋ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｒｏｍ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｏ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｔｈｉｓ ｆｉｅｌｄ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｖｅｎｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｍｅｍｂｒａｎｅ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ａｎｄ ｔｕｂｅ ｓｉｚｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｌｅａｋａｇｅ； ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｅｌｆ⁃ｉｇｎｉｔｉｏｎ； ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｉｇｎｉｔｉｏｎ； ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ； ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓａｆｅｔｙ； ｊｅｔ ｆｉｒｅ 随着我国石化燃料使用量不断增加，环境污染 问题日益严重；与此同时我国石油自给率也逐年下 降，截止 ２０１８ 年我国石油自给率已不足 ３０％。 因 此，无论从保护生态环境还是保障能源安全的角 度，我国都急需大力开发清洁环保的新能源。 氢气 作为一种能量载体，以其高热值、零污染、易获取的