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氫燃料汽車泄漏的處理方法研究

氫燃料汽車普及之前需要開發(fā)一系列的緊急處理程序，以確保車輛發(fā)生碰撞及火災(zāi)時汽車及用戶的安全。在氫燃料汽車發(fā)生事故時，首先需要解決事故車輛氫燃料泄漏問題。因此，開發(fā)緊急處理程序可以在事故發(fā)生后進(jìn)行相關(guān)清理工作，增加空氣流動，稀釋氫燃料濃度使其不超過燃燒下限。實車測試表明，當(dāng)事故車輛氫燃料泄漏速度為1000NL/min，起火點在發(fā)動機(jī)處時，處于車輛附近的人員不會受到太嚴(yán)重的傷害，但是這些研究都沒有考慮事故車輛附近由其它車輛行駛帶來的空氣流動影響。本文研究了空氣流動速度不超過2m/s、氫燃料泄漏速度為2000NL/min時，氫燃料在事故車輛附近的分散情況。

進(jìn)行試驗時，使用一輛以汽油為燃料的商務(wù)車，利用鼓風(fēng)機(jī)模擬事故車輛附近行駛車輛引起的空氣流動，鼓風(fēng)機(jī)（直徑600mm、風(fēng)量85m3/min）分別設(shè)置在距離車輛底部中心前端5m、側(cè)面5m，這樣可以保證空氣流速約為2m/s。氫燃料通過一根布置在車輛底部中心直徑為4mm的管道流出。管道出口位置距離地面高度約200mm，向上或向下排出氫燃料對于氫燃料的擴(kuò)散沒有影響，因而僅做向上排出氫燃料的試驗，氫燃料泄漏速度設(shè)置為2000NL/min，這是根據(jù)輸出功率為200kW且泄漏流止回閥不工作時的計算結(jié)果。鼓風(fēng)機(jī)在氫燃料泄漏20s后開始工作，以保證車輛附近氫燃料濃度在無風(fēng)條件下達(dá)到穩(wěn)定。試驗通過傳感器測量了各處氫燃料濃度，并進(jìn)行了點火測試，模擬救援情況。

試驗結(jié)果如下。

（1）在空氣流速2m/s、泄漏速度為2000NL/min時，與空氣不流通時相比，試驗車輛周圍測量點的氫燃料燃燒下限升高4%（體積百分比）。此外，車輛底部附近的氫燃料很難擴(kuò)散，若底部產(chǎn)生明火將對執(zhí)行事故救援工作人員造成較大的危險。

（2）由于空氣的流動，使得氫燃料通過車輛打開的門、窗進(jìn)入車輛內(nèi)部。與只打開迎風(fēng)門相比，當(dāng)左、右車門均打開時，會使更多的氫燃料進(jìn)入到車輛內(nèi)部，從而使車輛內(nèi)部的氫燃料濃度相應(yīng)升高。因而，氫燃料從車輛底部泄漏時只打開迎風(fēng)門，將能提高救援人員的安全性。

Yohsuke Tamura et al. SAE 2013-01-0211.

編譯：王祥