【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体动力学与工业安全领域，具体涉及用于氢气火炬回火判断方法。
技术介绍
1、近些年来，氢能技术在快速发展，应用场景也逐渐丰富。然而，氢能带来巨大收益的同时也会伴随着一些风险,比如大规模气/液氢气泄漏和爆炸。一般来说，氢气点火释放是紧急情况下安全处理多余氢气的有效措施。gb 50160-2008《石油化工企业设计防火标准》中也提到，可燃气体设备在泄放或紧急排放时应与火炬系统连接。火炬是一种气体燃烧装置，常用于化学和天然气加工厂，以及石油或天然气生产场所。可以说，氢气火炬是氢能生产和储存安全防护系统的重要组成部分。
2、在工程应用领域中，重点关注的是火炬气燃烧产生热辐射的危险距离。然而，在火炬释放即将结束阶段，排放流量通常很小，空气可能进入火炬管道，并在其中与火炬气混合产生可燃云，从而引发火炬管内闷烧或爆炸(即产生回火)；此外，氢气在管道内流速过快时会摩擦产生静电，从而有自燃的风险。因此，通过控制氢气的排放，使其排放流量在安全范围之内，能够避免回火的发生。这就需要对于氢气火炬是否发生回火有科学的判据，从而确定安全排放流量。目前，尚缺乏用于氢气火炬回火判断以及安全排放流量范围的计算方法。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种氢气火炬回火判断方法，包括以下步骤：
2、s1:计算氢气的理查森数rih2：
3、
4、s2：计算氢气的雷诺数reh2：
5、
6、s3：计算氢气火炬安全排放无量纲
7、fd＝3.94×10-14×reh2·rih23.58，
8、s4：根据氢气火炬安全排放无量纲数fd判断氢气火炬是否回火；
9、其中：ρh2和ρair分别为氢气和空气密度，单位为kg/m3；vh2为氢气流速，单位为m/s；μh2为氢气动力粘度，单位为kg/(m·s)；dstack为氢气火炬排放口直径，单位为m；g为重力加速度。
10、当fd≥1时，氢气火炬发生回火；fd<1时，氢气火炬不发生回火。
11、本专利技术还涉及一种氢气火炬安全排放流量下限的计算方法，包括以下步骤：令上述步骤s3中的安全排放无量纲数fd等于1，计算出氢气的流速vh2，根据氢气的流速vh2和氢气流通面积得到氢气火炬安全排放流量下限：qh2min＝vh2π(dstack/2)2。
12、本专利技术在注意到氢气的浮力压头和空气的摩擦压头两个物理量相等是氢气火炬是否发生回火的主要判断因素，通过拟合研究，发现reh2×rih23.58的结果接近于常数，从而定义出与火炬形状和氢气流速相关的无量纲数fd，根据fd即可判断氢气火炬是否发生回火，不需要复杂的多次计算，尤其是计算空气的流速，从而给出了氢气火炬是否回火的简单的判断依据。
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1.一种氢气火炬回火判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当Fd≥1时，氢气火炬发生回火；Fd<1时，氢气火炬不发生回火。
3.一种氢气火炬安全排放流量下限的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种氢气火炬回火判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当fd≥1时，氢气火炬...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵翔宇，石文溢，李盼盼，蒲亮，王健，裴蓓，郑立刚，路长，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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