IV储氢气瓶火烧试验与安全泄放速率

      最为一直生活在北方的我来说，还是第一次体会南方的热，真是热的不同，整个人身上感觉都是黏黏的。借着这个热的话题，今天聊一聊IV储氢气瓶的“热”。

     其实对于IV储氢气瓶火烧试验来说，其实相关学者已经做了许多研究工作，从理论与试验上去解释。他们也就的点主要集中在复合材料传热、TPRD模拟失效、火烧强度这三个方面上，由于没有实际的设备和试验条件，今天就从理论上去推演一下这个IV火烧试验与安全泄放速率之间的关系。

现在基于以往研究，做出如下假设：

1. 气瓶容积100L，工作压力70MPa，储氢质量4.02kg，最小爆破压力157.5MPa

2. 复材厚度15mm（涉及到热导率，传热系数等因素，影响气瓶内部温升）
   

3. 依据GB/T 42612中的描述，从点火到TPRD打开的时间≥10min，所以假设若气瓶TPRD在10min时没有打开，气瓶将在第11min后发生爆炸；

4. 根据以往相关经验数值，IV储氢气瓶经过10min火烧，内部气压大概上升0＜压升≤10MPa（复材厚度不同，火烧强度不同，都是影响因素），我们假设经历10min火烧后，马上就要爆炸的气瓶内压为76MPa；

   基于以上假设，进行如下分析：

        以上假设气瓶火烧试验中，在TPRD没有打开的情况下气瓶会发生爆炸，也就是气瓶在11分钟，76MPa后气瓶发生爆炸，可以推到出火烧试验对气瓶力学性能的影响：

          157.5MPa（原先爆破）→76MPa（现爆破），性能衰减51%,每分钟衰减5.1%，每分钟大概损失8MPa的力学性能，每秒损失约0.134MPa力学性能；（此种假设为20分钟后气瓶完全失去力学性能）

           70MPa——76MPa（温升10分钟，对应每分钟0.6MPa压升，每秒0.01MPa）

           在即将到达76MPa时，TPRD立即打开，气瓶泄放氢气的速率要满足由于温升所引起的压升和火烧导致力学性能的下降。这个泄放速率可以通过真实气体算出泄放速率与压降的关系。

         可以做出图  火烧时间和气瓶爆破压力、泄放速率的之前的关系图。

   以上推演都是在理论计算和假设的前提下，我觉得这个课题可以作为硕士或者博士研究的一个方向进行深入展开。