随着低温液体的应用越来越广泛,人们对其生产、使用、储存和运输过程中的安全性愈发关注。低温液体意外泄漏时会形成危险气云,若无法及时对气云进行有效控制,将对周围人员和设施造成严重威胁。水幕因其对气云的稀释和缓解作用,若被应用于低温液体泄漏防护,有望在较大程度上减轻有毒或易燃气云扩散造成的后果。目前,由于缺乏对低温液体蒸气云与水幕液滴之间复杂相互作用的了解,尚无工程指南可用于指导水幕在低温液体行业的应用。因此,需开展水幕对低温液体蒸气云团扩散行为的影响研究,掌握水幕作用机理以及相关参数对水幕稀释特性的影响,这对于低温液体泄漏后的安全防护具有非常重要的现实意义。本文在综合分析国内外相关研究成果的基础上,通过计算流体力学（CFD）方法研究了低温液体蒸气云在水幕作用下的强制扩散。在模型建立过程中,采用欧拉-拉格朗日方法模拟了连续相（气相）和离散相（液滴）之间的能量和动量交换,将液滴与蒸气云进行耦合,实现对水幕稀释蒸气云过程的瞬态模拟。将模拟得到的计算结果与美国MKOPSC的LNG泄漏实验结果进行对比,验证了模型的准确性。在此基础上,使用水幕稀释低温液体蒸气云的数值模型研究了水幕作用于蒸气云的物理机制,阐述了液滴和蒸气云之间的动量传递和热传递规律。最后,分析了水幕系统设计时水幕布置方式、喷嘴关键参数、低温液体泄漏速率、环境风速以及泄漏工质等对水幕稀释特性的影响。研究结果表明:水幕主要通过动量交换和热传递的方式促使蒸气云团向上运动,这扩大了云团与周围空气的接触面积,从而加快了气云的稀释。水幕距泄漏源越近时能表现出更好的稀释效果,当水幕与泄漏源之间的距离从7 m缩短到2 m时,LNG可燃气云与地面分离距离的缩短比例从26%提高到49%。增大水幕与竖直方向的安装夹角会促进蒸气云的顺风向扩散,当安装角度大于45°时,甚至会超过无水幕工况时可燃气云的最大顺风向距离。可见,水幕与高度方向的夹角不宜超过45°。在研究喷嘴关键参数时发现,增加喷嘴流量能进一步缩短可燃气云与地面的分离距离,但当流量超过3 kg/s后,继续增加流量后稀释效果提升不大;当液滴出口速度增大到12 m/s时,能大幅减小可燃气云扩展范围,但继续增大液滴出口速度时蒸气云与地面的分离距离变化不大;喷嘴流量不变时,较小的液滴粒径因其更多的数量能与蒸气云充分作用,提高水幕的稀释效果;喷嘴雾化角较小时能将蒸气云推向更高处,但在靠近地面的低高度区,蒸气云可从喷嘴之间的空隙穿过,从而扩散到更远处。泄漏速率较小,风速较大时,水幕具有更高的稀释效率。当喷嘴动量率低于23.9 kg·m/s2时,水幕不足以推动氢气云团向上运动;提高液滴的温度,可使氢气云团在较短时间内获得更大的浮力,加快云团的稀释。此外,开启水幕后,与LNG泛溢相比,以液氢为介质时水幕稀释效率较低,在对可燃气云顺风向上的扩散范围进行控制时,水幕作用下的氢气云团范围的缩小比例也更低。