车载复合材料高压储氢气瓶快速充装温升控制数值模拟研究

针对碳纤维增强复合材料气瓶的快速充氢过程,建立了70 MPa储氢气瓶快速充装数值模型,研究了不同充装参数对瓶内氢气温升的影响规律,探讨了温升的控制策略,提出了温升的控制方法.结果表明:气瓶快充温升主要由充装时间、气瓶初始压力以及初始温度决定,初始充装压力增大对降低温升有显著影响;初始充装压力和初始温度与温升近似呈线性关...     

氢气快充温升控制装置数值设计

高压氢气从储氢罐到氢气瓶的加注过程中存在一定的温升．从安全角度出发,本文建立了高压氢气快充温升控制设计模型,基于模型对氢气快充温升控制装置进行了数值分析,并提出了氢气快充温升控制装置的数值设计方法。研究结果可以为加氢站等对于初始温度有要求场合的设计提供参考。     

不同水容积的车载储氢气瓶快充温升研究

高压气态储氢是氢能汽车的主流技术解决方案,氢能汽车加氢操作时间应与燃油车加油操作时间相近.但快充过程伴有较高温升,这将诱发环氧树脂剥离、碳纤维失效及气瓶欠充装等问题,故应准确预测温升并给定可靠的加注策略.因此需要关注不同水容积的储氢气瓶,揭示氢气、复合层压板的温升演化,并给定高精度、宽适用范围的温升预测公式.     

液氦铁路槽车储槽热响应数值研究

以某85m~3液氦铁路槽车储槽为研究对象,考虑液氦及氦气物性的变化,采用有限体积法进行了非稳态热响应数值研究,得到了不同时刻的储槽压力、温度及流速分布,分析了蒸发率和充装率对储槽压升、温升规律的影响。研究表明:随着模拟时间的增加,液氦出现了热分层,压力呈上部小、下部大的阶梯式分布,而气相空间压力分布较为均匀;近壁区液氦受热后,在浮升力作用下沿壁面上升至自由液面后流入液氦主流区;随着蒸发率的增加,储槽气相空间的温升及压升速率增加,而充装率对储槽的温升及压升速率影响较小。     

车载高压氢瓶火烧试验及不同充装介质数值比较研究

目前我国尚无车载氢瓶火烧试验标准.当气瓶充装介质为氢气进行火烧试验时,因氢气易燃易爆的特殊性而使得试验具有巨大的危险.今通过火烧试验,得到了过程中氢瓶温度以及压力变化数据,以此为基础建立了燃烧场数值仿真模型,用于模拟气瓶内部充装介质分别为氢气和空气时温度和压力的变化.模拟与试验结果比较表明:所建模型能较为准确地预测气瓶内部温度、压力的变化规律,压升过程中空气与氢气的变化规律基本类似,可为确定车载氢燃料气瓶的火烧试验方法以及控制参数提供技术支撑.     

复合材料高压储氢气瓶快速充放氢过程中的温度效应研究

氢能的利用离不开氢的储运这个关键环节,高压储运是目前氢气储运的主要方式。高压快速充放氢会发生温度快速升高和降低问题,从而影响储运设备的使用寿命。主要研究了车载复合材料高压气瓶在快速充放氢过程中的温度效应,并对温升后的充氢量进行了计算。为了确保复合材料气瓶的温升在100℃以下,经过大量试验确定了温升不超过复合材料气瓶允许温度的快速充氢方式。     

车用气瓶缺陷在线检测技术研究应用

近些年来,天然气作为车用燃料的应用日益广泛。为了解决车辆的续驶里程与天然气能量密度小的矛盾,一般采取对天然气加压来增加车辆携带的燃料量,即将天然气加压充入车上的气瓶中。承装压缩天然气(CNG)的气瓶,由于压力为20MPa,无论是钢瓶还是复合材料瓶,长期使用及反复充装都会引发气瓶安全问题。为此须对气瓶进行定期检测,查验出不安全气瓶。但是每次都进行卸瓶检验给用户带来很大麻烦,为了解决这个矛盾的途径之一就是研究一种既易操作又有效的检验方法,作为在压缩天然气气瓶检验周期内的一种补允、预检手段。比如,可用此法在每半年内对压缩天然气气瓶作一次检测,而检测时不用拆卸车载压缩天然气气瓶,检测后对有安全疑问的气瓶才拆下,按相关标准再作进一步检验评定。另外一个途径就是采用超声波、红外热成像检测、声发射检验等检测方法考虑。     

3#煤矿许用膨化硝铵炸药的绝热分解

为研究新型煤矿许用膨化硝铵炸药的热分解特性,利用绝热加速量热仪测试了3#煤矿许用膨化硝铵炸药在绝热条件下的热分解过程,获得了分解的温度、压力、温升速率随时间的变化关系以及温升速率、分解压力随温度的变化等曲线.结果表明,热分解过程分为温升速率缓慢上升、温升速率陡升与持续上升、温升速率降低3个阶段,计算出的表观活化能、指前因子和反应热等参数分别为239.718 kJ/mol,4.697×1024 min-1和 621.66 J/g.最后得出,3#煤矿许用膨化硝铵炸药的初始分解温度高达214.75 ℃,具有良好的热稳定性,可以在井下安全使用.     

水介质中铁氰化钾作用下2,6-二甲基苯酚氧化聚合初始动力学

采用电化学方法研究了水介质中铁氰化钾作用下2,6-二甲基苯酚(DMP)氧化聚合初始动力学,确定了各反应参数对DMP氧化聚合的影响。发现DMP聚合初始速率随DMP和铁氰化钾浓度的增加而增加,DMP聚合初始速率与DMP浓度的一次方呈正比,与铁氰化钾浓度的二次方呈正比。DMP聚合初始速率随NaOH浓度的增加而增加,这是因为DMP的氧化电位随NaOH浓度的增加而降低,DMP聚合初始速率与NaOH浓度的二次方呈正比。DMP聚合初始速率随温度的升高而增加,根据初始速率求出了不同温度下DMP聚合初始速率常数,并由Arrhenius方程求得DMP氧化聚合的表观活化能为47.7kJ·mol-1。最后根据Arrhenius方程和聚合初始速率与反应物浓度的关系建立了DMP聚合初始动力学模型,并验证了模型的正确性。     

直接接触式制备CO2水合物的生长和蓄冷特性

采用直接接触式水合物反应釜,并在釜内初始水温为26℃和15℃以及充注压力为3.6～4.2 MPa的条件下制备CO₂水合物,研究其生长和蓄冷特性。实验结果表明:在初始水温为15℃、充注压力为3.6 MPa时,预冷时间较短(11 min),水合物开始生长时过冷度约为1.3℃,温升不明显,平均蓄冷速率和平均蓄冷效率分别为82.4 kJ·min^-1和4.34;在其他温压条件下,预冷时间较长(20～55 min),但随充注压力的升高而减小,过冷度较大(5.5～9.7℃),水合物生长迅速且密集,温升明显,并在充注压力为4.0 MPa时温升幅度最大,水合物平均生长速率、总蓄冷量、平均总蓄冷速率和效率随充注压力的升高而变大,其最大值分别为77和154 g·min^-1,3.725和3.791 MJ,64.1和99.5 kJ·min^-1,3.14和 4.91。水合物释冷分解是一个相变过程,相变温度一般在10～14℃。