PDF《车用高压氢燃料气瓶火烧试验及数值仿真》

依据试验设计,燃烧排共开有向 上燃料出Vi 55*4=220个,按此数量进行fuelinlet 建模边界设定;

燃料进气速度为25m/s,且假设稳定. 图4燃烧边界设定 Fig.4 Boundary 90ndition set of combustion 2.2传热控制方程及边界条件 气瓶加热时瓶壁轴对称热量传递方程为: lDc,瓦O T=茅(七,等)+÷(尼,箬)+毫(五;

篑)+ mg C阼万3T+考(Q―h.一hs) (6) 式中,C.――比热容;

Ji}――热传导系数;

r――厚度 位移;

m.―L气体质量流量;

c雕――气体比热容;

^一――传热层焓;

hs――气体焓. 边界条件: (等)r-一知 (7) 初始条件: (T.)Ⅲ=To (8) 式中,Q.――气瓶外壁吸入的热量;

To――初始壁 面温度;

T.――气瓶外表面温度. 氢气的气体状态方程为[10f: R型T=(1+引(9) 一\一丁/ V

7 式中,a=1.9155*10 I∥Pa. 由于气瓶壁三层之间温差较小,所以假设紧密 贴合,各界面之间温度为连续.气瓶初始充装压力 为28.4MPa,计算前设置瓶内气体基准压力等于充 装压力. 2.3计算结果 图5为燃烧仿真云图,其火焰温度基本符合常 规天然气燃烧温度范围,火焰顶部温度最高在1700― 19000C. 图5燃烧仿真云图 Fig.5 Combustion simulation contour 图6为数值仿真377s,气瓶内外(含内部充装气 体)的温度云图.显而易见气瓶外壁下半部分由于 直接接触火焰而温度较高,内部气体由于内壁面温 度分布不均以及重力等原因产生了对流现象. 图7为377s时刻压力分布云图,气瓶内部充装 图6气瓶温度云图 Fig.6 Temperature contours of cylinder 万方数据 太阳能学报31卷 .尸三377s气竺内警竺竺篁詈,. 试验数值仿真模型(包括燃烧场模型和传热模型), 鲁台,:冀:竺=:罂翼=====.一. 模拟了气瓶内部温度以及压力的变化.模拟结果与 黧曼奄慧慧悠羔黧量需竺譬奎妻塑嚣去菜瓮曩萎蒿黼筹茹嚣蠢荔;

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美磊蒌磊曩藿蓑喜 熏压力煺准压力与377s时刻云图显示压力之和,弄蒿施:滋茗翥茹蒜蒜蔷蕃主蔷芝 一28.4+3.34:31.74MPa(10) 守,竺而譬较准确地预测{瓶窖警温曼、压力的譬粤 圈…盏毒嚣慧凳裂羹点夕误差较小,在允许控制磊喜篷塞........