一种氢气泄漏量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，通过提供一种氢气泄漏量测量方法及测量装置，氢气泄漏量测量方法包括：计算储氢系统泄漏氢气的速度，建立储氢系统的初始压强对氢气泄漏量的影响模型，建立储氢系统氢气泄漏量的修正系数模型，根据第一阶段氢气的泄漏速度、第二阶段氢气的泄漏速度以及储氢系统的初始压强对泄漏量的影响建立氢气的泄漏量的数学模型，计算氢气的泄漏量，本申请实施例通过将氢气泄漏速度分为两个阶段，并建立相应的数学模型，能够解决现有的氢气泄漏量计算模型复杂，且测量结果不准确的问题。不准确的问题。不准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种氢气泄漏量测量方法及测量装置


[0001]本申请属于氢气应用
，尤其涉及一种氢气泄漏量测量方法及测量装置。

技术介绍

[0002]氢气在进行存储时可能存在泄漏的危险，或者有时为了防止更大的危险发生，人们也会使用爆破片对储氢系统进行人工爆破，使得储氢系统中存储的氢气泄漏出来，减小储氢系统内的压力，以防止危险发生，并且氢气在泄漏到自然环境中时遇到明火可能发生危险，但是不同的泄漏量其遇到明火发生爆炸的范围也不一样，因此精确计算氢气的泄漏量至关重要。
[0003]但是，现有的氢气泄漏量计算模型复杂，且测量结果不准确。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种氢气泄漏量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氢气泄漏量测量方法，所述氢气泄漏量测量方法包括：
[0006]计算储氢系统泄漏氢气的速度；其中，所述储氢系统泄漏氢气的速度分为第一阶段和第二阶段，从储氢系统开始泄漏氢气到泄漏口完全打开为第一阶段，从储氢系统的泄漏口完全打开到氢气停止泄漏为第二阶段，其中第一阶段需要的时间为t1，第一阶段和第二阶段共需要的时间为t2；
[0007]建立第一阶段泄漏口的面积变化模型A1；
[0008][0009]其中，A0为泄漏口的初始泄漏面积，P1为储氢系统内的初始压强，P0为外界压强，t
(1)
为第一阶段内的任意时刻，E为泄漏口的有效弹性模量；
[0010]根据第一阶段泄漏口的面积变化模型A1计算氢气在第一阶段的氢气泄漏速度V1；
[0011][0012]其中，α为氢气的比热，M为氢气的摩尔质量，C为氢气的压缩因子，D 为气体常数，T为储氢系统内的温度；
[0013]建立第二阶段储氢系统内压强变化模型
[0014]根据第二阶段储氢系统内压强变化模型计算氢气在第二阶段的泄漏速度 V2；
[0015]建立储氢系统的初始压强对氢气泄漏量的影响模型ζ；
[0016]建立储氢系统氢气泄漏量的修正系数模型β；
[0017]根据第一阶段氢气的泄漏速度、第二阶段氢气的泄漏速度以及储氢系统的初始压强对泄漏量的影响建立氢气的泄漏量Q的数学模型，计算氢气的泄漏量 Q。
[0018]在一个实施例中，所述建立氢气的泄漏量Q的数学模型为：
[0019][0020]在一个实施例中，所述第一阶段需要的时间为t1，第一阶段和第二阶段共需要的时间为t2的测量方法为：
[0021]在所述储氢系统周围设置至少一个计时传感器，所述至少一个计时传感器用于在所述储氢系统开始泄漏氢气时开始计时，在所述泄漏口完全打开不在增大时，输出时间t1，在所述储氢系统停止泄漏氢气时输出时间t2。
[0022]在一个实施例中，所述建立第二阶段储氢系统内压强变化模型为：
[0023][0024]其中，P1为储氢系统内的初始压强，ε1为初始压强随时间变化的比例系数，ε2为第二阶段储氢系统内压强变化的纠正因子，t
(2)
为第二阶段内的任意时刻。
[0025]在一个实施例中，所述建立第二阶段储氢系统内压强变化模型为：
[0026]其中，δ1为压强变化系数，δ2为压强比例系数，t
(2)
为第二阶段内的任意时刻。
[0027]在一个实施例中，所述计算氢气在第二阶段的泄漏速度V2为：
[0028][0029]其中，A
max
为泄漏口泄漏口完全打开的面积。
[0030]在一个实施例中，所述泄漏口泄漏口完全打开的面积A
max
为：
[0031][0032]其中，A0为泄漏口的初始泄漏面积，P1为储氢系统内的初始压强，P0为外界压强，t1为第一阶段需要的时间。
[0033]在一个实施例中，所述建立储氢系统的初始压强对氢气泄漏量的影响模型ζ为：
[0034]ζ＝λ1+λ2*cos(P1*λ4)+λ3*sin(P1*λ4)；
[0035]其中，λ1为修正因子，λ2为余弦系数，λ3为正弦系数，λ4为初始压强的比例系数。
[0036]在一个实施例中，所述建立储氢系统氢气泄漏量的修正系数模型β：
[0037]其中，μ1为氢气泄漏量的指数系数，μ2为储氢系统内的初始压强的发展系数，μ3为氢气泄漏量的转换系数。
[0038]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氢气泄漏量测量方法。
[0039]本申请实施例的有益效果是：通过提供一种氢气泄漏量测量方法，包括：计算储氢系统泄漏氢气的速度；其中，储氢系统泄漏氢气的速度分为第一阶段和第二阶段，从储氢系统开始泄漏氢气到泄漏口完全打开为第一阶段，从储氢系统的泄漏口完全打开到氢气停止泄漏为第二阶段，其中第一阶段需要的时间为t1，第一阶段和第二阶段共需要的时间为t2；然后建立第一阶段泄漏口的面积变化模型，根据第一阶段泄漏口的面积变化模型计算氢气在第一阶段的氢气泄漏速度；其次建立第二阶段储氢系统内压强变化模型，根据第二阶段储氢系统内压强变化模型计算氢气在第二阶段的泄漏速度，建立储氢系统的初始压强对氢气泄漏量的影响模型，建立储氢系统氢气泄漏量的修正系数模型，根据第一阶段氢气的泄漏速度、第二阶段氢气的泄漏速度以及储氢系统的初始压强对泄漏量的影响建立氢气的泄漏量的数学模型，计算氢气的泄漏量，本申请实施例通过将氢气泄漏速度分为两个阶段，并建立相应的数学模型，能够解决现有的氢气泄漏量计算模型复杂，且测量结果不准确的问题。
附图说明
[0040]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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1是本申请一个实施例提供的一种氢气泄漏量测量方法的步骤示意图；
[0042]图2是本申请一个实施例提供地一种氢气泄漏量测量方法的具体步骤示意图；
[0043]图3是本申请一个实施例提供的一种氢气泄漏量测量方法的结构示意图；
[0044]图4是本申请一个实施例提供的一种氢气泄漏量测量方法的本专利方法与现有技术相比的误差率示意图。
具体实施方式
[0045]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0046]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气泄漏量测量方法，其特征在于，所述氢气泄漏量测量方法包括：计算储氢系统泄漏氢气的速度；其中，所述储氢系统泄漏氢气的速度分为第一阶段和第二阶段，从储氢系统开始泄漏氢气到泄漏口完全打开为第一阶段，从储氢系统的泄漏口完全打开到氢气停止泄漏为第二阶段，其中第一阶段需要的时间为t1，第一阶段和第二阶段共需要的时间为t2；建立第一阶段泄漏口的面积变化模型A1；其中，A0为泄漏口的初始泄漏面积，P1为储氢系统内的初始压强，P0为外界压强，t
(1)
为第一阶段内的任意时刻，0＜t
(1)
≤t1，E为泄漏口的有效弹性模量；根据第一阶段泄漏口的面积变化模型A1计算氢气在第一阶段的氢气泄漏速度V1；其中，α为氢气的比热，M为氢气的摩尔质量，C为氢气的压缩因子，D为气体常数，T为储氢系统内的温度；建立第二阶段储氢系统内压强变化模型根据第二阶段储氢系统内压强变化模型计算氢气在第二阶段的泄漏速度V2；建立储氢系统的初始压强对氢气泄漏量的影响模型ζ；建立储氢系统氢气泄漏量的修正系数模型β；根据第一阶段氢气的泄漏速度、第二阶段氢气的泄漏速度以及储氢系统的初始压强对泄漏量的影响建立氢气的泄漏量Q的数学模型，计算氢气的泄漏量Q。2.根据权利要求1所述的氢气泄漏量测量方法，其特征在于，所述建立氢气的泄漏量Q的数学模型为：3.根据权利要求1所述的氢气泄漏量测量方法，其特征在于，所述第一阶段需要的时间为t1，第一阶段和第二阶段共需要的时间为t2的测量方法为：在所述储氢系统周围设置至少一个计时传感器，所述至少一个计时传感器用于在所述储氢系统开始泄漏氢气时开始计时，在所述泄漏口完全打开不在增大时，输出时间t1，在所述储氢系统停止泄漏氢气时输出时...

【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：