1.背景介紹
當前,世界能源結構趨于多樣化.在低碳背景下，液化天然氣（LNG）和液氫（LH2）等清潔綠色燃料占據了更大的比例。這些液態燃料由于儲存環境溫度比大氣壓下的沸點高，這些低溫燃料也被稱為過熱液體。在工業應用中，它們在運輸過程中通常儲存在高壓罐和管道中。但是，當這些管道或儲罐因腐蝕、材料損壞或操作錯誤而損壞，易燃易爆液體通常會從裂縫中泄漏。典型的泄漏和擴散過程如圖1所示。如果泄漏持續發展，會產生二次事故，因此關于液態氣體泄漏的研究非常必要。
圖1 儲罐中危險的低溫液體泄漏示意圖
2.研究內容
西南石油大學科研團隊研究過熱度和射流壓力對泄漏特性的影響，相應的液氮（LN2）泄漏實驗在不同的條件下進行。在本研究中，矩形噴嘴用于模擬典型釋放場景中的裂紋。還研究了射流模式的演化過程。三種噴射模式，包括機械分解射流，部分閃光射流和完全閃轉射流。
圖2 實驗系統示意圖
噴嘴在實驗過程中實時參數包括壓力、溫度和質量流量由數據采集系統收集.采用千眼狼M220款高速攝像機捕獲射流形態。
3.研究結論
結果表明：射流角隨過熱度的增加而增大；在高過熱度下，射流壓力對射流角度的影響更大。當過熱度降低時，其對射流角度的影響減小。泄漏質量流量隨過熱度的增加而下降，隨射流壓力的增加而上升。
圖4顯示了射流形態在整個過程中的瞬態演變。射流形態在0.25s時膨脹，由于流體動力學的不穩定性和熱非平衡性，射流形態顯示出強烈的脈沖。在此過程中，LN2吸熱液相急劇轉變為氣相。射流形態處于膨脹、收縮和再膨脹的動態狀態。
4.行業應用總結
在低碳的倡議下，清潔的液態燃料愈發重要，液態燃料儲存需要低溫高壓，在常溫狀態下使用時瞬間氣化，過程速度之快必須要用高速攝像機進行協助觀測研究。同時，千眼狼高速攝像機在類似的場景，如霧化、煙霧顆粒、微液滴、農藥噴灑等領域積累了大量豐富的案例，為廣大科研工作者提供助力。（文章摘自Kang Cena, Yixi Wanga, Wenqiang Fanc, Yanling Yanga, Minxue Dai《Experimental study on the flow characteristics during liquidnitrogen leakage》）。
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