评估可燃制冷剂点火延迟时间的方法技术

本发明专利技术属于安全评价技术领域，为实现在避免进行危险性可燃实验的基础上提出一种计算可燃制冷剂点火延迟时间的方法，本发明专利技术，评估可燃制冷剂点火延迟时间的方法，步骤如下：

【技术实现步骤摘要】
评估可燃制冷剂点火延迟时间的方法


[0001]本专利技术属于安全评价
，具体涉及模拟计算可燃工质点火延迟时间的方法
。

技术介绍

[0002]目前臭氧层破坏和全球变暖问题日益严峻，人类的环保意识开始觉醒
。
旧的制冷剂开始退出历史舞台，寻求新型环保制冷剂迫在眉睫
。
然而新型制冷剂在满足零
ODP(
臭氧破坏潜值
)
和较低的
GWP(
全球变暖潜能值
)
的同时，大部分都具有可燃性
。
根据国际标准
ISO817
‑
2014、EN378、IEC60335
‑2及国标
GB/T9237
‑
2017
中关于制冷剂安全性分类标准分类，环保工质的可燃等级主要为
A3(
可燃易爆
)、A2(
可燃
)、A2L(
弱可燃
)。
现役
HFCs
类制冷剂和
HFOs
类制冷剂均存在
A2
及以上的可燃制冷剂，当这些制冷剂发生泄漏的时候，如果遇到了明火或者点火源便有可能发生爆炸，对人类的生命财产安全造成了极大的威胁，因此研究新型制冷剂的燃爆特性是非常有必要的
。
[0003]国内外对可燃工质燃爆性能的研究主要集中在分析不同环境参数下的燃烧速度
、
可燃极限
、
最小点火能以及阻燃剂对可燃工质的抑制效果等宏观层面的燃爆参数
。
在微观机理方面对制冷剂燃烧特性的研究较少，分析制冷剂在微观层面的燃烧特性对实验条件和实验设备要求极高，因此，数值模拟成为分析微观层面燃烧特性的主要趋势
。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术的不足，本专利技术旨在实现在避免进行危险性可燃实验的基础上提出一种计算可燃制冷剂点火延迟时间的方法
。
为此，本专利技术采取的技术方案是，评估可燃制冷剂点火延迟时间的方法，步骤如下：
[0005](1)
根据空调
、
冰箱
、
冷库应用工况选择制冷剂，包括空调常用制冷剂
R32、R290、R152a
，冰箱常用制冷剂
R600a、R134a
，冷库常用制冷剂
R717
，了解相关制冷剂的适用工况及相关热力学性质；
[0006](2)
分别通过燃爆实验和化学动力学模拟软件测试计算燃烧过程中的燃爆参数，包括燃烧速度
、
燃烧过程温度
、
压力变化，验证详细燃烧机理和数值仿真结果的可靠性，若拟合程度较差，则需对燃烧机理进行相应修正；
[0007](3)
选择封闭均质反应器软件，设置燃烧过程的初始环境参数及工质浓度，进行相应工况的燃烧过程仿真，导出可燃制冷剂在不同环境参数下的点火延迟时间
。
[0008]详细步骤如下：
[0009]1)
选择研究对象，以
R1243zf、R600a
和
R1234yf
为研究对象，计算其在不同环境参数下的点火延迟时间；
[0010]2)
参照标准
GB/T7778—2017
搭建长玻璃管层流燃烧速度测试试验台，并开展验证性实验
。
实验步骤如下：
[0011]实验条件：
[0012]初始温度：
300K
；初始压力：
0.1013MPa
；浓度范围：
5.83
％
——8.93
％；
[0013]a)
检验实验系统密闭性，通过真空泵将系统抽至
500Pa。
静置，观察试验系统内的压力变化，若在1分钟内压力增长不到
100Pa
，则认为系统密封性较好；
[0014]b)
根据分压法将制冷剂和空气依次通入试验系统中，在低压时先充入制冷剂，然后再通空气至大气压力；
[0015]c)
点火
、
记录燃烧过程，连接真空泵进行洗气，重复步骤
b
，每个浓度至少进行两次重复实验以保证结果准确性；
[0016]d)
根据国家标准
GB/T7778—2017
，对实验结果进行后处理，计算不同浓度下的燃烧速度：
[0017][0018]其中，
a
f
为火焰底部横截面积，等于猝灭面积所减少的管子横截面积，横截面积是指火焰边缘和管壁之间的面积；
A
f
为火焰表面积；
S
S
为火焰传播速度；
S
U
为燃烧速度；
[0019]3)
通过预混层流火焰速度计算软件进行相应工况的燃烧速度模拟，与实验值拟合，验证机理可靠性；
[0020]4)
选择封闭均质反应器软件，设置燃烧过程的初始环境参数及工质浓度，进行相应工况的燃烧过程仿真，导出可燃制冷剂在不同环境参数下的点火延迟时间，分析各环境参数对工质点火延迟时间的影响
。
[0021]本专利技术的特点及有益效果是：
[0022]本专利技术的有益效果如下：通过实验验证机理可靠性，借助燃烧反应详细机理以及燃烧过程仿真软件计算可燃工质点火延迟时间，为工质燃爆特性研究
、
工质泄露后的风险评估以及分析燃烧抑制机理提供了新的方向
。
附图说明
：
[0023]图
1R1234yf
的点火延迟现象
。
[0024]图2燃烧速度实验台架示意图
。
[0025]图
3R1243zf
燃烧速度实验图
。
[0026]图4不同浓度下
R1243zf
燃烧速度
。
[0027]图
5R1243zf、R1234yf
和
R600a
的点火延迟时间
。
[0028]图6计算流程图
。
具体实施方式
[0029]本专利技术补充了国内外对于可燃制冷剂微观燃烧机理研究的空白，计算了可燃制冷剂在不同环境参数下的点火延迟时间
。
在避免进行危险性可燃实验的基础上提供了一种计算可燃制冷剂点火延迟时间的方法
。
[0030]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种计算可燃制冷剂点火延迟时间的方法，包括以下步骤：
[0031](1)
根据空调
、
冰箱
、
冷库等应用工况选择制冷剂，如空调常用制冷剂
R32、R290、R152a
，冰箱常用制冷剂
R600a、R134a
，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种评估可燃制冷剂点火延迟时间的方法，其特征是，步骤如下：
(1)
根据空调
、
冰箱
、
冷库应用工况选择制冷剂，包括空调常用制冷剂
R32、R290、R152a
，冰箱常用制冷剂
R600a、R134a
，冷库常用制冷剂
R717
，了解相关制冷剂的适用工况及相关热力学性质；
(2)
分别通过燃爆实验和化学动力学模拟软件测试计算燃烧过程中的燃爆参数，包括燃烧速度
、
燃烧过程温度
、
压力变化，验证详细燃烧机理和数值仿真结果的可靠性，若拟合程度较差，则需对燃烧机理进行相应修正；
(3)
选择封闭均质反应器软件，设置燃烧过程的初始环境参数及工质浓度，进行相应工况的燃烧过程仿真，导出可燃制冷剂在不同环境参数下的点火延迟时间
。2.
如权利要求1所述的评估可燃制冷剂点火延迟时间的方法，其特征是，详细步骤如下：
1)
选择研究对象，以
R1243zf、R600a
和
R1234yf
为研究对象，计算其在不同环境参数下的点火延迟时间；
2)
参照标准
GB/T7778—2017
搭建长玻璃管层流燃烧速度测试试验台，并开展验证性实验，步骤如下：实验条件：初始温度：
300K
；初始压力：
0.1013MPa
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昭，李杰，贺红霞，张勇，陈裕博，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：