- 文献综述（或调研报告）：
- 液氢泄露
氢气或者液氢泄露可能给周围环境和人群带来的的危害主要有物理爆炸、化学爆炸、生物窒息和低温伤害等[10-11]。据相关文献记载，历史上曾经发生过多起因操作不当或一些突发情况而引起的氢气爆炸或液氢泄露事故，比如在1937年5月6日发生的兴登堡灾难，在1986年1月28日发生的挑战者飞船灾难，在1989年10月23日发生的帕萨蒂纳维修事故等[12-13]。液氢扩散主要包括以下三个阶段[14-15]：第一个阶段是液氢在泄露口处闪蒸，大量处于饱和状态的液氢迅速蒸发；第二个阶段是液氢与周围环境进行对流、辐射换热，不断蒸发成为氢气；第三个阶段是未蒸发的液氢在地面上形成液池，液氢发生模态沸腾，随着地面温度的降低，也可能发生其他模式的沸腾。伴随着着三个阶段的进行，空气中的氮气、氧气和水蒸汽由于过低的环境温度而发生液化甚至凝固。液化气体的释放通常导致在地面上积聚和形成液体池[16]，其根据溢出的体积和释放速率而径向地远离释放点扩大，并且立即开始蒸发。池的平衡状态取决于外部的热量输入，对氢占主导的热源是从地面输入的部分。而且在液体和固体地面，蒸发行为主要是不同的。
氢泄露至地面形成液池过程和蒸发扩散过程受到许多因素的影响，如泄露源特性、气象条件、地面特性和障碍物等。
- 液氢的实验
正是基于液氢巨大的经济价值和巨大泄露事故危害的双重特性，相关组织机构对液氢泄露进行了一系列的实验，并对液氢泄露的后续行为特征提出了许多数值模拟方法，从而为制定更好的应对措施，减少液氢泄露所带来的各种危害提供指导。美国国家航天局（NASA）进行了一系列大规模液氢泄露扩散实验[17]。研究人员在实验基地不同位置布置9座监测塔，每个监测塔上分布有多支气体取样瓶、氢气浓度检测器、风速扰流指示器、温度传感器等，同时记录下当时的环境参数，实验结果表面，从开始倾倒到液氢蒸发结束，液氢的蒸发时间约为43s，可见云持续时间约为90s，可燃氢气在下风向的最远距离达160m，可燃氢气在高度方向的最远距离达64m。1980年的NASA液氢实验[18]尝试分析Cape Canaveral的肯尼迪航天中心里3000m3的液氢储存罐爆炸情况，并研究大规模氢气云团在大气中的传播。这个泄漏实验由七个系列实验组成，其中5个实验里体积5.7m3的氢气近地释放的时间跨度为35-85s。最终得出结论最大池半径不超过3米。
德国材料检测协会（BAM）进行了在有建筑物存在的情况下的液氢倾倒扩散实验[19]。研究人员在液氢泄露位置出口设立了6个监测位置，在监测位置都布置了温度传感器与氢气浓度传感器。同时记录下了当时的风速、风向、环境温度、空气相对湿度等环境参数。实验结果表明，在空气湿度较大的情况下，水蒸气云的体积比可燃气体混合物的体积要大的多。液氢在倾倒开始后会迅速蒸发，地面上的液氢池可达到最大半径约为1m。1994年，BAM进行了小规模液氢释放实验[20]。其中有四个实验，Julich实验中心（FZJ）通过测量液氢两个方向池扩散半径与时间的函数关系，研究了更多池扩散行为的细节。液氢的释放是在水面，在液氢和水面接触后，封闭的池形成，清晰可见，几乎没有被凝结水蒸气的白云团覆盖。“平衡”池半径不是保持不变，而是在距离中心0.4-0.6m的范围内向前和向后移动。
E.G. Merilo等[21]进行了氢泄漏扩散爆炸实验。实验中根据不同泄漏量、通风量进行了10组实验，得到车库上部区域氢平均体积分数为16.2%，平均最大峰值过压为0.769kPa。当泄漏量小于4.9kg/h时，危险在于氢气-空气混合物的爆燃。除泄漏量为6.7kg/h外，不同通风量下由爆燃引起的过压均较小，不至威胁人体安全。
国内相关方面的研究相对较少。其中北京航天试验技术研究所[5]对氢氧发动机实验台的液氢泄漏扩散进行了模拟研究，为试车台处理液氢泄漏扩散事故提供安全参考。
参考文献
[1] Winter C J, Nitsch D I J. Hydrogen as an Energy Carrier[M]. Springer Berlin Heidelberg, 1988.
[2]王艳辉, 吴迪镛, 迟建. 氢能及制氢的应用技术现状及发展趋势[J]. 化工进展, 2001, 20(1):6-8.
[3]Schlapbach L, Zuuml;ttel A. Hydrogen-storage materials for mobile applications.[J]. Nature, 2001, 414(6861):353-358.
