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基于ANSYS的储氢气瓶快充温升流热固耦合模拟研究
被引量：
1
1
作者
杨刚
欧晨希
+1 位作者
陈新辉
黄思
《真空》
CAS
2024年第3期26-32,共7页
以某款车用碳纤维全缠绕储氢气瓶为研究对象,基于ANSYS Workbench平台,充分考虑气瓶不同结构层的差异性和温度载荷分布不均匀性,进行了流热固耦合模拟计算分析。首先对气瓶快速充装过程内部气体流场进行三维数值模拟研究其温升规律,然...
以某款车用碳纤维全缠绕储氢气瓶为研究对象,基于ANSYS Workbench平台,充分考虑气瓶不同结构层的差异性和温度载荷分布不均匀性,进行了流热固耦合模拟计算分析。首先对气瓶快速充装过程内部气体流场进行三维数值模拟研究其温升规律,然后将流场计算结果加载到气瓶结构层进行稳态热分析,最后将流场及热分析结果均加载到气瓶结构层进行结构静力学分析。结果表明:当充装结束时,气瓶最高温度及碳纤维复合层受到的最大应力均出现在瓶尾封头和筒体的连接处;相较于内压引起的机械应力,温度载荷引起的热应力很小;机械应力与耦合应力数值相差不大,碳纤维复合层的机械应力略小于耦合应力,而铝合金内胆层由于膨胀系数大,温度载荷引起的压缩热应力抵消了一部分机械应力,使得耦合应力小于机械应力。
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关键词
碳纤维全缠绕储氢气瓶
快充温升
流热固耦合
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职称材料
碳纤维全缠绕储氢气瓶内热力学参数变化规律的研究
被引量：
3
2
作者
杨刚
欧晨希
+1 位作者
郭嘉炜
黄思
《机电工程技术》
2022年第2期7-10,123,共5页
为研究充装完成后的碳纤维全缠绕储氢气瓶内热力学参数随时间的变化规律,以氢气为工质,选取了3种常用规格的车用储氢气瓶(27 L、52 L和135 L)进行传热计算。对于气瓶内的氢气采用饱和均质模型;对于气瓶中的各隔层采用多层稳态热传导的...
为研究充装完成后的碳纤维全缠绕储氢气瓶内热力学参数随时间的变化规律,以氢气为工质,选取了3种常用规格的车用储氢气瓶(27 L、52 L和135 L)进行传热计算。对于气瓶内的氢气采用饱和均质模型;对于气瓶中的各隔层采用多层稳态热传导的结构模型。根据饱和状态下的热平衡条件以及热力学关系,计算得到了气瓶内氢气温度、压力以及气瓶碳纤维缠绕层温度随时间的变化规律。计算结果表明:气瓶容积越大,充装完成时刻的氢气温度以及碳纤维缠绕层温度越高;静置过程中氢气温度以及碳纤维缠绕层温度均呈同趋势缓慢下降,且气瓶容积越大,下降的幅度越小,碳纤维缠绕层温度变化小于氢气温度变化。氢气压力在充装完成时刻均为70 MPa,气瓶容积越大,静置过程中氢气压力下降速度越小。
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关键词
碳纤维全缠绕储氢气瓶
热力学参数变化
饱和均值模型
热传导
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职称材料
题名
基于ANSYS的储氢气瓶快充温升流热固耦合模拟研究
被引量：
1
1
作者
杨刚
欧晨希
陈新辉
黄思
机构
广东省特种设备检测研究院
华南理工大学机械与汽车工程学院
出处
《真空》
CAS
2024年第3期26-32,共7页
基金
国家市场监督管理总局科技计划项目(2020MK802)
氢能储运设备检验检测机构认可关键技术研究(2022CNAS14)。
文摘
以某款车用碳纤维全缠绕储氢气瓶为研究对象,基于ANSYS Workbench平台,充分考虑气瓶不同结构层的差异性和温度载荷分布不均匀性,进行了流热固耦合模拟计算分析。首先对气瓶快速充装过程内部气体流场进行三维数值模拟研究其温升规律,然后将流场计算结果加载到气瓶结构层进行稳态热分析,最后将流场及热分析结果均加载到气瓶结构层进行结构静力学分析。结果表明:当充装结束时,气瓶最高温度及碳纤维复合层受到的最大应力均出现在瓶尾封头和筒体的连接处;相较于内压引起的机械应力,温度载荷引起的热应力很小;机械应力与耦合应力数值相差不大,碳纤维复合层的机械应力略小于耦合应力,而铝合金内胆层由于膨胀系数大,温度载荷引起的压缩热应力抵消了一部分机械应力,使得耦合应力小于机械应力。
关键词
碳纤维全缠绕储氢气瓶
快充温升
流热固耦合
Keywords
carbon
fiber
fully
wound
hydrogen
storage
cylinder
temperature
rise
during
fast
filling
fluid-thermal-solid
coupling
分类号
TQ342.742 [化学工程—化纤工业]
TB33 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
碳纤维全缠绕储氢气瓶内热力学参数变化规律的研究
被引量：
3
2
作者
杨刚
欧晨希
郭嘉炜
黄思
机构
广东省特种设备检测研究院
华南理工大学机械与汽车工程学院
出处
《机电工程技术》
2022年第2期7-10,123,共5页
基金
国家市场监督管理总局科技计划项目(编号:2020MK802)。
文摘
为研究充装完成后的碳纤维全缠绕储氢气瓶内热力学参数随时间的变化规律,以氢气为工质,选取了3种常用规格的车用储氢气瓶(27 L、52 L和135 L)进行传热计算。对于气瓶内的氢气采用饱和均质模型;对于气瓶中的各隔层采用多层稳态热传导的结构模型。根据饱和状态下的热平衡条件以及热力学关系,计算得到了气瓶内氢气温度、压力以及气瓶碳纤维缠绕层温度随时间的变化规律。计算结果表明:气瓶容积越大,充装完成时刻的氢气温度以及碳纤维缠绕层温度越高;静置过程中氢气温度以及碳纤维缠绕层温度均呈同趋势缓慢下降,且气瓶容积越大,下降的幅度越小,碳纤维缠绕层温度变化小于氢气温度变化。氢气压力在充装完成时刻均为70 MPa,气瓶容积越大,静置过程中氢气压力下降速度越小。
关键词
碳纤维全缠绕储氢气瓶
热力学参数变化
饱和均值模型
热传导
Keywords
carbon
fiber
fully
wound
hydrogen
storage
cylinder
temperature
change
saturation
mean
model
heat
conduction
分类号
TH49 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于ANSYS的储氢气瓶快充温升流热固耦合模拟研究
杨刚
欧晨希
陈新辉
黄思
《真空》
CAS
2024
1
下载PDF
职称材料
2
碳纤维全缠绕储氢气瓶内热力学参数变化规律的研究
杨刚
欧晨希
郭嘉炜
黄思
《机电工程技术》
2022
3
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职称材料
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参考文献
引证文献
统计分析
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