基于Fluent的复合材料气瓶火烧热响应数值模拟

摘要

为掌握该类型高压储氢瓶的火烧失效机理,促进气瓶火烧安全设计发展;利用ANSYS有限元分析软件建立火烧气瓶三维数值模型,并在Fluent软件中对工作压力35MPa容积74L的铝内胆碳纤维全缠绕复合材料储氢气瓶在火灾环境中的热响应进行分析。通过建立了局部火烧和整体火烧两个燃烧场,模拟得出复合材料气瓶在不同火势、不同受热部位下气瓶的气瓶表面的热通量分布、燃烧场的温度分布规律以及气瓶内部氢气的热响应规律。模拟发现,局部火烧下复合材料储氢瓶外表面最高温度为475.7℃,整体火烧下气瓶表面最高温度为654.1℃;气瓶内氢气的温度、压力在前50s内没有明显变化,之后逐渐增大,最后呈线性升高趋势,而整体火烧下瓶内氢气的温升、压升速度要明显高于局部火烧。