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摘要
针对低温液氧推进剂在运输、储存、加注过程中可能发生泄漏的问题,开展了数值模拟研究。采用Mixture多相流模型,考虑气液两相间的滑移速度和水蒸气的相变,对液氧泄漏后地面液池、氧气浓度场和温度场的变化过程,以及环境温度、大气压力、风速等因素对液氧泄漏扩散过程的影响规律进行了研究。结果表明:液氧泄漏约35 s后,流场达到准稳定状态,液池、温度场、浓度场的分布基本不变;环境温度从278 K升高到308 K时,促进了液氧吸热蒸发的过程,地面附近最大氧气体积分数从44.71%升高到47.1%;风速从0 m/s增加到10 m/s时,加快了氧气团稀释扩散的速度,低温伤害范围从175.4 m2缩小到32.81 m2,危险浓度区域从257.0 m2缩小到50.70 m2;大气压力从0.09 MPa升高到0.1 MPa时,低温伤害范围最远距离从26.5 m缩短到20.05 m,危险浓度区域最远距离从38.81 m缩短到30.82 m;大气相对湿度从20%提高到100%时,抑制了氧气团的稀释扩散,危险浓度区域最远距离从37.67 m增加到39.24 m。此项研究对后续液氧试验的开展提供了理论支撑,对液氧泄漏事故的应急处理具有指导意义。
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