儲(chǔ)氫技術(shù)是氫能實(shí)現(xiàn)規(guī)�；瘧�(yīng)用的瓶頸,也是燃料電池技術(shù)能否成功應(yīng)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題之一。高比表面積活性炭材料由于具有低成本和有效性的特點(diǎn)成為近年儲(chǔ)氫介質(zhì)研究的熱點(diǎn)。但是受熱效應(yīng)的影響,活性炭?jī)?chǔ)氫的實(shí)際充放氣過(guò)程為非等溫過(guò)程,導(dǎo)致實(shí)際充放氣量小于等溫充放氣量。為了提高儲(chǔ)氫密度及充、放氣效率,實(shí)現(xiàn)高效的儲(chǔ)氫系統(tǒng),必須對(duì)吸附過(guò)程的熱效應(yīng)進(jìn)行有效地控制。為此,本文利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)商業(yè)軟件Fluent,研究了活性炭吸附儲(chǔ)氫過(guò)程的熱效應(yīng)并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化控制。 文章首先基于儲(chǔ)氫系統(tǒng)模型和修正的D-A吸附等溫線(xiàn)模型,利用改進(jìn)的源項(xiàng)處理方法,模擬了室溫條件下的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)氫過(guò)程,研究了吸附儲(chǔ)氫的熱效應(yīng)。結(jié)果表明,增加等量吸附熱時(shí)模擬的壓力和溫度明顯上升�；钚蕴看苍黾恿肆鲃�(dòng)阻力和壓縮功,特別是在充氣過(guò)程的后期影響更加明顯。吸附作用產(chǎn)生的熱低于壓縮作用產(chǎn)生的熱,但會(huì)影響充氣前期的最高溫度。 然后在室溫動(dòng)態(tài)儲(chǔ)氫過(guò)程模擬的基礎(chǔ)上,通過(guò)比較研究的方法分析了充氣壓力、進(jìn)氣流量、材料物性、有效熱導(dǎo)率以及換熱條件等物性參數(shù)和邊界條件對(duì)吸附儲(chǔ)氫熱效應(yīng)的影響。結(jié)果表明,在平衡溫度相同的情況下,充氣壓力越高,溫度...

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 文獻(xiàn)綜述
        1.2.1 活性炭吸附儲(chǔ)氫的物理機(jī)理
        1.2.2 活性炭吸附儲(chǔ)氫的數(shù)學(xué)模型
        1.2.3 活性炭吸附儲(chǔ)氫的過(guò)程模擬與優(yōu)化
    1.3 本文工作
        1.3.1 活性炭吸附儲(chǔ)氫的CFD模型與吸附等溫線(xiàn)模型
        1.3.2 吸附源項(xiàng)的處理方法及其對(duì)活性炭床溫度分布的影響
        1.3.3 活性炭吸附儲(chǔ)氫熱效應(yīng)的參數(shù)研究
        1.3.4 低溫吸附儲(chǔ)氫熱效應(yīng)的模擬與優(yōu)化控制
第2章 活性炭吸附儲(chǔ)氫的CFD模型與吸附等溫線(xiàn)模型
    2.1 活性炭多孔介質(zhì)中的質(zhì)量守恒方程
    2.2 活性炭多孔介質(zhì)中的動(dòng)量守恒方程
    2.3 活性炭多孔介質(zhì)中的能量守恒方程
    2.4 活性炭吸附儲(chǔ)氫的吸附等溫線(xiàn)模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 吸附源項(xiàng)的處理方法及其對(duì)活性炭床溫度分布的影響
    3.1 吸附源項(xiàng)的處理方法
        3.1.1 源項(xiàng)處理方法的改進(jìn)
        3.1.2 模型參數(shù)與邊界條件
        3.1.3 源項(xiàng)處理方法對(duì)活性炭床溫度分布的影響
    3.2 等量吸附熱的標(biāo)繪及其影響分析
        3.2.1 活性炭氫吸附數(shù)據(jù)的標(biāo)繪
        3.2.2 等量吸附熱對(duì)活性炭床溫度分布的影響
    3.3 吸附源項(xiàng)對(duì)活性炭床溫度分布的影響效果
        3.3.1 計(jì)算方案
        3.3.2 結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 活性炭吸附儲(chǔ)氫熱效應(yīng)的參數(shù)研究
    4.1 充氣壓力和進(jìn)氣流量的影響
        4.1.1 充氣壓力的影響
        4.1.2 進(jìn)氣流量的影響
    4.2 材料物性的影響
        4.2.1 氫氣物性的影響
        4.2.2 活性炭物性的影響
        4.2.3 鋼壁物性的影響
    4.3 有效熱導(dǎo)率的影響
        4.3.1 有效熱導(dǎo)率的等效處理
        4.3.2 有效熱導(dǎo)率的影響
    4.4 換熱條件的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 低溫吸附儲(chǔ)氫熱效應(yīng)的模擬與優(yōu)化控制
    5.1 傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)對(duì)吸附儲(chǔ)氫過(guò)程的影響
        5.1.1 線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)力模型及源項(xiàng)
        5.1.2 傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)對(duì)吸附儲(chǔ)氫熱效應(yīng)的影響
    5.2 低溫吸附儲(chǔ)氫系統(tǒng)的模型參數(shù)與邊界條件
    5.3 低溫吸附儲(chǔ)氫熱效應(yīng)的模擬結(jié)果及分析
    5.4 充氣壓力對(duì)低溫吸附儲(chǔ)氫熱效應(yīng)的影響
    5.5 低溫吸附儲(chǔ)氫熱效應(yīng)的優(yōu)化控制
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和參加的科研項(xiàng)目
附錄 部分Fluent UDFs程序清單



本文編號(hào)：3868740