Hydrogen safety

Abstract

Este estudio tiene dos objetivos principales que se pueden dividir de la siguiente manera. En primer lugar, la planificación y construcción de un sistema de llenado de hidrogeno a alta presión, donde, además se realizan simulaciones de la perdida de presión del sistema y de las condiciones en el interior del tanque durante el proceso de purga y llenado del mismo. Por otro lado, se procederá a estudiar la integridad estructural de un espacio cerrado cuando sucede una fuga inesperada de hidrogeno, procedente de un tanque a alta presión. Para ello se diseñan dos tipos diferentes de garajes usando el software Solidworks. Las sobrepresiones que se producen cuando esta fuga sucede han sido calculadas mediante simulaciones en MATLAB. Combinando los resultados obtenidos en MATLAB con el diseño en Solidworks, se puede obtener resultados de cómo afecta la sobrepresión a la estructura del garaje.

This report is the final bachelors project for the mechanical engineering degree at USN Porsgrunn. Due to the corona situation the project will be referred to as two parts in the summary for clarity. Part one: This part is about the planning and construction of a high-pressure hydrogen filling system. This system will later be used in experiments studying the pressure peaking phenomenon. Due to the corona virus the filling system could not be finished. Part one also includes the mathematical approach used to calculate the pressure loss in the system as well as the number of purges needed to store hydrogen safely in the tank. Part two: The aim of part two is to investigate the structural integrity of a garage enclosure when an unscheduled release occurs. The enclosure is made of leca and wood respectively. This is done by simulating the garages in Solidworks. The overpressures used are made in a MATLAB simulation. Furthermore, the report investigates the relationship between the vent size and TPRD diameter. In order to store hydrogen vehicles safely inside an enclosure, sufficient venting and small enough TPRD diameter is important. The results from the Solidworks- and MATLAB simulations are presented in the report.