高压氢燃料气瓶加压惰化排气陡降机制

邓佳佳; 庹中兰; 夏海山; 薛大文; 王薛人; 赵文杰; 吴硕; 卢金树

中国石油大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 48 ›› Issue (01) : 166 -175.

高压氢燃料气瓶加压惰化排气陡降机制

邓佳佳, 庹中兰, 夏海山, 薛大文, 王薛人, 赵文杰, 吴硕, 卢金树

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摘要

为了提高惰化效率并确保高压氢燃料气瓶的安全应用，采用数值模拟方法评估加压惰化过程中的氧气体积分数变化特征。在加压注气过程中最大氧气体积分数位于氢燃料气瓶的底部区域，而在排气过程开始阶段发现最大氧气体积分数的陡降现象，设计不同的模拟方案分析陡降现象的原因。结果表明：速度-压力耦合效应是排气过程开始阶段氧气体积分数陡降的根本原因，其中瓶内速度场的影响占主导地位，速度场的影响在未静置和静置方案中分别为91.4%和86.7%,而压力场的影响仅为8.6%和13.3%;排气反向冲量及排气低压向瓶内传递诱导流场，叠加加注形成流场共同促使气瓶底部区域内的流动再循环，使得瓶底区域的流动速度增加且速度场与氧气体积分数场协同效应加强，强化了对流传质形成陡降现象。