本文關鍵詞：長管拖車用大容積氣瓶充壓及冷卻過程的數(shù)值研究

  更多相關文章： 數(shù)值模擬 大容積氣瓶 充氣 溫度變化 復合材料氣瓶

【摘要】：天然氣作為一種清潔能源在工業(yè)以及生活中已經(jīng)越來越廣泛的得到了應用。作為天然氣運輸?shù)闹饕ぞ唛L管拖車,其安全性能及運輸效率一直是公眾關注的焦點。近年來,長管拖車上用于儲存壓縮天然氣的大容積氣瓶,由于科技水平的進步也得到了飛躍式的發(fā)展。但是,在天然氣壓縮填充進入大容積氣瓶時,若采取不正當?shù)某錃夥绞?則可能引起氣瓶結構的破壞。因此,研究大容積氣瓶填充過程的熱力學現(xiàn)象成為天然氣壓縮技術亟待解決的問題之一。本文選擇了一類比較常見的總長度為10980mm、容積約為2500L、工作壓力為20MPa的大容積壓縮天然氣氣瓶作為研究對象,分別研究了大容積無縫鋼瓶、大容積環(huán)纏繞復合材料氣瓶和大容積全纏繞復合材料氣瓶在進行氣體填充時的熱力狀態(tài)。通過對氣瓶填充過程的熱力學分析,基于對加氣母站填充大容積氣瓶實際物理模型的簡化,利用CFD流體動力學軟件Fluent17.2模擬了對大容積氣瓶進行充裝的1800s填充過程以及后續(xù)5400s的靜態(tài)冷卻過程,重點分析了氣瓶內(nèi)的流場狀態(tài)、溫度分布,以及填充及冷卻過程壁面的溫度狀態(tài),主要結論如下:(1)車載小容積氣瓶的快充溫升機理與仿真方法也可應用于大容積氣瓶,但其溫升規(guī)律和溫度控制策略與車載小容積氣瓶不盡相同。(2)研究所用大容積氣瓶模型的長徑比高達19.4,氣體在進入瓶內(nèi)后幾乎不受氣瓶幾何形體的約束,這導致氣瓶的中后部形成較為穩(wěn)定的壓縮域,因此瓶尾為高溫區(qū)域最集中的區(qū)域,并且由于氣體的溫度過高導致瓶尾處溫度在充氣結束后依然升高,這也是威脅氣瓶安全性的最主要因素之一。(3)通過對三種大容積氣瓶的熱力分析研究,發(fā)現(xiàn)三種氣瓶中天然氣由于壓縮導致最高溫度均升至170℃以上;大容積氣瓶的充氣率僅能達到75%左右;大容積環(huán)纏繞氣瓶的溫升狀況最差,三種氣瓶的壁面在充氣過程中均未超過其許用溫度。本文的研究成果可引導研究用于長管拖車的大容積氣瓶的溫度控制方法,并為長管拖車的安全充裝提供必要的理論依據(jù)和技術支持。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE97

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳建清;液化石油氣瓶組站的安全與防火[J];煤氣與熱力;1997年02期

2 金海霞;;關于液化石油氣瓶組供氣站減壓輸氣裝置問題探討[J];內(nèi)蒙古石油化工;2007年12期

3 金海霞;;關于液化石油氣瓶組供氣站減壓輸氣裝置問題探討[J];內(nèi)蒙古石油化工;2007年12期

4 嚴銘卿;液化石油氣瓶組供氣非穩(wěn)態(tài)分析[J];煤氣與熱力;1998年01期

5 卓國光;;高壓小氧氣瓶的制造[J];航空工藝技術;1983年06期

6 田緒明,田貫三,張增剛;液化石油氣瓶組供氣氣化能力的分析與冷凝液的排除[J];山東建筑工程學院學報;1997年03期

7 嚴銘卿,袁樹明,段常貴,黎光華,潘永偉;LPG瓶組供氣能力的計算[J];煤氣與熱力;1998年02期

8 ;革新與發(fā)明[J];今日科技;1991年12期

9 燕翔;張振宇;黃芳;;某氣瓶包帶斷裂原因分析[J];失效分析與預防;2012年02期

10 劉慶堂,馮偉程;液化石油氣瓶組氣化供氣系統(tǒng)的安全分析[J];煤氣與熱力;2004年04期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 記者 馬國軍;燃氣瓶組站并網(wǎng)收費新老有別[N];濟南日報;2011年

2 記者 趙卿;蘭州首座天然氣瓶組供氣站在新區(qū)運營[N];蘭州日報;2011年

3 特檢 秋冰;常州低溫氣瓶調(diào)校裝置獲六項國家專利[N];常州日報;2011年

4 本報記者 翁小紅;加快市政燃氣供氣管網(wǎng)建設 取消中心城區(qū)燃氣瓶組間[N];汕頭日報;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉奉宣;長管拖車用大容積氣瓶充壓及冷卻過程的數(shù)值研究[D];太原理工大學;2017年

2 袁奕雯;槍擊火燒條件下氣瓶安全性試驗及評判方法研究[D];華東理工大學;2013年

，

本文編號：1256439