隨著石油資源日益枯竭以及環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,人們開始了對(duì)清潔新能源的探尋,而質(zhì)子交換膜燃料電池以其能量轉(zhuǎn)換率高、零污染排放、運(yùn)行噪聲低等優(yōu)勢引起了學(xué)者們的廣泛研究。然而,由于生產(chǎn)成本偏高等因素,燃料電池系統(tǒng)難以大范圍應(yīng)用。空氣增壓系統(tǒng),作為燃料電池陰極供氣系統(tǒng)的重要子系統(tǒng),寄生功耗較大,約占燃料電池輔助功耗的80%,其性能直接影響燃料電池系統(tǒng)效率。因此,本文設(shè)計(jì)了一套低功耗的燃料電池車用空氣增壓系統(tǒng),以利于燃料電池系統(tǒng)的推廣使用。論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）設(shè)計(jì)一套配有膨脹機(jī),能夠回收電堆尾氣能量的空氣增壓系統(tǒng),并根據(jù)需求進(jìn)行壓縮機(jī)與膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)。通過壓縮機(jī)與膨脹機(jī)流體域的數(shù)值模擬,表明所設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)和膨脹機(jī)均能滿足額定工況的要求。根據(jù)設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)與膨脹機(jī)結(jié)構(gòu),配置高速電機(jī),完成了空氣增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（2）研究壓縮機(jī)葉片入口安裝角、葉片出口安裝角、葉片包角、葉片型線以及擴(kuò)壓器出口直徑對(duì)其性能的影響。以功耗最低為目標(biāo),運(yùn)用Kriging近似模型結(jié)合灰狼優(yōu)化算法,對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行多參數(shù)同時(shí)優(yōu)化。結(jié)果表明,優(yōu)化后的離心空壓機(jī)在滿足額定工況要求的情況下,等熵效率提升了4.23%,功耗降低了5.... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 燃料電池陰極系統(tǒng)
    1.3 燃料電池空壓機(jī)研究現(xiàn)狀
    1.4 離心壓縮機(jī)多參數(shù)優(yōu)化
    1.5 本文的研究內(nèi)容
第2章 燃料電池車用空氣增壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.1 壓縮機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.2 壓縮機(jī)擴(kuò)壓器與蝸殼設(shè)計(jì)
    2.3 壓縮機(jī)三維建模與數(shù)值模擬
        2.3.1 壓縮機(jī)三維建模
        2.3.2 數(shù)值模擬方法
        2.3.3 網(wǎng)格劃分與邊界設(shè)置
        2.3.4 數(shù)值模擬結(jié)果與流場分析
    2.4 透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬
        2.4.1 膨脹機(jī)噴嘴環(huán)與葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.4.2 膨脹機(jī)三維建模
        2.4.3 膨脹機(jī)數(shù)值模擬與流場分析
    2.5 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 離心式壓縮機(jī)多參數(shù)優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 離心式壓縮機(jī)氣動(dòng)性能影響因素探究
        3.2.1 葉片入口安裝角的影響
        3.2.2 葉片出口安裝角的影響
        3.2.3 葉片包角的影響
        3.2.4 葉片型線的影響
        3.2.5 擴(kuò)壓器出口直徑的影響
    3.3 多參數(shù)優(yōu)化方法和流程
        3.3.1 最優(yōu)拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
        3.3.2 sKriging近似模型原理
        3.3.3 灰狼優(yōu)化算法
    3.4 多參數(shù)優(yōu)化在離心壓縮機(jī)上的應(yīng)用
        3.4.1 多參數(shù)優(yōu)化自動(dòng)化平臺(tái)搭建
        3.4.2 基于Kriging—灰狼算法的壓縮機(jī)多參數(shù)優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
第4章 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 葉輪應(yīng)力分析
        4.2.1 葉輪熱流固單向耦合計(jì)算流程
        4.2.2 葉輪建模與網(wǎng)格劃分
        4.2.3 葉輪溫度場分析
        4.2.4 葉輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
    4.3 軸承止推力校核
    4.4 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模態(tài)分析
        4.4.1 模態(tài)分析原理
        4.4.2 模態(tài)分析
    4.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.5.1 實(shí)驗(yàn)裝置與流程
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 全文工作總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況
    作者簡介
    攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]高速水潤滑軸承電動(dòng)離心式空壓機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 任天明.北京科技大學(xué) 2017

碩士論文
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[2]復(fù)合材料圓柱薄壁鉸鏈折展性能分析及優(yōu)化[D]. 張贏杰.東南大學(xué) 2019
[3]氣浮直驅(qū)高速離心風(fēng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 駱文平.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3041644