一种地下储氢气泄漏速度测量方法及测量装置制造方法及图纸

本申请适用于氢气应用技术领域，提供了一种地下储氢气泄漏速度测量方法及测量装置，其中，地下储氢气泄漏速度测量方法包括：建立氢气从地下储氢气空间泄漏口到测量点的能量守恒模型，建立氢气流动与地下储氢气空间的侧面发生撞击对氢气能量的影响的数学模型；建立氢气在地下储氢气空间泄漏口处的泄漏流量的数学模型，建立氢气在测量点的速度与氢气在测量点的直径的数学模型，进而计算氢气在测量点的速度，通过考虑到风速、速度摩擦力等对氢气泄漏速度的影响，建立相应的数学模型，能够解决现有的氢气泄漏计算模型复杂，且测量结果不准确的问题。确的问题。确的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种地下储氢气泄漏速度测量方法及测量装置


[0001]本申请属于氢气应用
，尤其涉及一种地下储氢气泄漏速度测量方 法及测量装置。

技术介绍

[0002]氢能及将氢用作汽车动力的开发与利用受到了世界各发达国家、国际能源 机构和汽车厂商的高度重视，氢能技术发展迅速，氢能汽车的产业化和商业化 进程化越来越快，且氢能利用形式多种多样，如交通运输、供暖、发电等方面， 因此氢能将是21世纪全球经济发展的基石。氢气地下存储的目的及意义主要 体现在能充分利用地下空间、节约土地资源、有效降低氢气的储集成本、提高 氢气的经济效益，以及保障能源供应和能源安全等，但是氢气在地下存储时由 于压力等原因可能会发生泄漏等风险。
[0003]在现有技术中，存在氢气泄漏计算模型复杂，且测量结果不准确的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种地下储氢气泄漏速度测量方法及测量 装置，能够解决现有的氢气泄漏计算模型复杂，且测量结果不准确的问题。
[0005]本申请实施例的第一方面提供了一种地下储氢气泄漏速度测量方法，所述 地下储氢气泄漏速度测量方法包括：
[0006]建立氢气从地下储氢气空间泄漏口到测量点的能量守恒模型：
[0007][0008]其中，ρ1为氢气在地下储氢气空间泄漏口处的密度，v1为氢气在地下储氢 气空间泄漏口处的速度，A1为地下储氢气空间泄漏口的横截面积，ρ2为氢气在 测量点的密度，v2为氢气在测量点的速度，A2为测量点的横截面积，F为氢气 流动与所述地下储氢气空间的侧面发生撞击对氢气能量的影响，λ为F的影响 比例系数，U为外界环境中风速对氢气能量的影响因数；
[0009]建立所述氢气流动与所述地下储氢气空间的侧面发生撞击对氢气能量的影 响F的数学模型为：
[0010][0011]其中，f为摩擦动量项系数，P0为地下储氢气空间内的滞止压力，A1为地下 储氢气空间泄漏口处的横截面积，Q1为地下储氢气空间泄漏口处的氢气泄漏流 量，η为F的纠正系数；
[0012]建立氢气在所述地下储氢气空间泄漏口处的泄漏流量Q1的数学模型；
[0013][0014]其中，γ为泄漏氢气的比热比，P
′
为外界环境的空气压力，T
′
为外界环境 的温度，S
′
为外界环境的空气湿度，R为通用气体常数；
[0015]建立氢气在测量点的速度v2与氢气在测量点的直径d2的数学模型：
[0016]计算所述氢气在测量点的速度。
[0017]在一个实施例中，所述地下储氢气泄漏速度测量方法还包括：
[0018]建立氢气在测量点的速度v2与氢气在测量点的直径d2的数学模型为：
[0019][0020]其中，d1为地下储氢气空间泄漏口的有效直径，ρ0为氢气在地下储氢气空 间内氢气的密度。
[0021]在一个实施例中，所述地下储氢气泄漏速度测量方法还包括：
[0022]建立外界环境中风速对氢气能量的影响因数U的数学模型为：
[0023][0024]其中，e为外界环境的风速，b1为正弦系数，b2为风速的联动系数，b3为修 正系数。
[0025]在一个实施例中，所述地下储氢气泄漏速度测量方法还包括：
[0026]建立F的影响比例系数λ的数学模型为：
[0027]λ＝h0+h1*cos(T
′
*h2)+h3*sin(T
′
*h2)；
[0028]其中，h0为比例系数λ的修正因子，h1为余弦分量，h2为外界环境的温度系 数，h3为正弦分量，T
′
为外界环境的温度。
[0029]在一个实施例中，所述地下储氢气泄漏速度测量方法还包括：
[0030]建立摩擦动量项系数f的数学模型为：
[0031][0032]其中，c为氢气的不可压缩系数。
[0033]在一个实施例中，所述地下储氢气泄漏速度测量方法还包括：
[0034]建立所述氢气的不可压缩系数c的数学模型为：
[0035][0036]其中，g为氢气的压缩面积系数；
[0037]其中，
[0038]为地下储氢气空间的有效横截面积。
[0039]在一个实施例中，所述地下储氢气泄漏速度测量方法还包括：
[0040]建立所述地下储氢气空间的有效横截面积的数学模型为：
[0041][0042]其中，A
0(1)
为地下储氢气空间的第一个横截面积测量值，A
0(2)
为地下储氢气 空间
的第二个横截面积测量值，A
0(i)
地下储氢气空间的第i个横截面积测量值，l
(1)
为了第一个横截面积测量值的对应长度，l
(2)
为了第二个横截面积测量值的对 应长度，l
(i)
为了第i个横截面积测量值的对应长度，其中，i为地下储氢气空间 的横截面积测量值的个数，i＝1,2,3,
…
,n，其中，地下储氢气空间的第一个横截 面积测量值A
0(1)
、地下储氢气空间的第二个横截面积测量值A
0(2)
、地下储氢气空 间的第i个横截面积测量值A
0(i)
均不相同。
[0043]在一个实施例中，所述地下储氢气泄漏速度测量方法还包括：
[0044]建立地下储氢气空间内的压力P0的数学模型为：
[0045][0046]其中，ρ0为氢气在地下储氢气空间内氢气的密度，R为气体通用常数，T0为 地下储氢气空间内的速度，Y为余容系数。
[0047]在一个实施例中，所述地下储氢气泄漏速度测量方法还包括：
[0048]建立泄漏口处的速度、压力对F的影响因子η的数学模型为：
[0049][0050]其中，T
′
为外界环境的温度，为地下储氢气空间泄漏口到测量点的垂直 距离。
[0051]本申请实施了的第二方面提供了一种测量装置，所述测量装置用于执行如 上述任一项所述的地下储氢气泄漏速度测量方法。
[0052]本申请实施例的有益效果是：通过提供一种地下储氢气泄漏速度测量方法 包括：建立氢气从地下储氢气空间泄漏口到测量点的能量守恒模型，建立所述 氢气流动与所述地下储氢气空间的侧面发生撞击对氢气能量的影响的数学模 型；建立氢气在所述地下储氢气空间泄漏口处的泄漏流量的数学模型，建立氢 气在测量点的速度与氢气在测量点的直径的数学模型，进而计算所述氢气在测 量点的速度，通过考虑到风速、速度摩擦力等对氢气泄漏速度的影响，建立相 应的数学模型，能够解决现有的氢气泄漏计算模型复杂，且测量结果不准确的 问题。
附图说明
[0053]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本申请的一些实施例，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下储氢气泄漏速度测量方法，其特征在于，所述地下储氢气泄漏速度测量方法包括：建立氢气从地下储氢气空间泄漏口到测量点的能量守恒模型：其中，ρ1为氢气在地下储氢气空间泄漏口处的密度，v1为氢气在地下储氢气空间泄漏口处的速度，A1为地下储氢气空间泄漏口的横截面积，ρ2为氢气在测量点的密度，v2为氢气在测量点的速度，A2为测量点的横截面积，F为氢气流动与所述地下储氢气空间的侧面发生撞击对氢气能量的影响系数，λ为F的影响比例系数，U为外界环境中风速对氢气能量的影响因数；建立所述氢气流动与所述地下储氢气空间的侧面发生撞击对氢气能量的影响系数F的数学模型为：其中，f为摩擦动量项系数，P0为地下储氢气空间内的滞止压力，A1为地下储氢气空间泄漏口处的横截面积，Q1为地下储氢气空间泄漏口处的氢气泄漏流量，η为F的纠正系数；建立氢气在所述地下储氢气空间泄漏口处的泄漏流量Q1的数学模型；其中，γ为泄漏氢气的比热比，P
′
为外界环境的空气压力，T
′
为外界环境的温度，S
′
为外界环境的空气湿度，R为通用气体常数；建立氢气在测量点的速度v2与氢气在测量点的直径d2的数学模型，并计算所述氢气在测量点的速度。2.根据权利要求1所述的地下储氢气泄漏速度测量方法，其特征在于，所述建立氢气在测量点的速度v2与氢气在测量点的直径d2的数学模型为：其中，d1为地下储氢气空间泄漏口的有效直径，P1为氢气在地下储氢气空间泄漏口处的压力，ρ0为氢气在地下储氢气空间内氢气的密度。3.根据权利要求1所述的地下储氢气泄漏速度测量方法，其特征在于，所述地下储氢气泄漏速度测量方法还包括：建立外界环境中风速对氢气能量的影响因数U的数学模型为：其中，e为外界环境的风速，b1为正弦系数，b2为风速的联动系数，b3为修正系数。4.根据权利要求1所述的地下储氢气泄漏速度测量方法，其特征在于，所述地下储氢气泄漏速度测量方法还包括：
建立F的影响比例系数λ的数学模型为：λ＝h0+h1*cos(T
′
*h2)+h3*sin(T
′
*h2)；其中，h0为比例系数λ的修正因子，h1为余弦分量，h2为外界环境的温度系数，h3为正弦分量，T
′
为外界环...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全有，李朋朋，高宇，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：