掺氢天然气

掺氢天然气在裂纹泄漏下火焰更高、振荡更强，圆形孔泄漏模型会低估火灾风险。

Han, Zicong · Dong, Shaohua · Meng, Sun · Boxing, Han · 陈林

International Journal of Hydrogen Energy 2026

参数信息

火焰高度增幅（裂纹 vs 圆形孔）

9 %

最大火焰高度增幅（0.8→1.6 MPa）

76.5 %

甲烷火焰高度降幅（掺氢20 vol%）

9.4–14.5 %

工作压力范围

0.2–1.6 MPa

技术优势

裂纹火焰更高

在高长宽比裂纹（AR=80）泄漏下，火焰高度比等面积圆孔泄漏高出9%以上，因此圆形孔模型会低估火焰尺寸。

振荡更强

裂纹泄漏的火焰振荡频率高于等面积圆孔泄漏，且压力升高进一步加剧振荡，增大了火灾不稳定性。

压力主导火焰高度

在0.2–1.6 MPa范围内，压力与火焰高度、振荡速度及频率均呈正相关；裂纹泄漏在0.8升至1.6 MPa时最大火焰高度增加76.5%。

应用场景

• 氢能全产业链：为掺氢天然气管道输送风险评估提供基础燃烧数据，支撑标准制定。
• 管道安全：用于校准裂纹泄漏下的火灾后果模型，避免圆形孔假设导致低估。
• 压力容器：指导储氢压力容器泄漏场景的火焰尺寸与振荡特性预测。