1. 本选题研究的目的及意义
氢能作为一种清洁、高效的二次能源,在实现“碳达峰、碳中和”目标中扮演着至关重要的角色。
氢燃料电池汽车凭借其高效率、零排放等优势,被认为是未来交通领域的重要发展方向之一。
然而,氢燃料电池汽车的推广应用面临着诸多挑战,其中氢气加注的安全性和效率是制约其发展的关键瓶颈之一。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,随着氢能应用的不断发展,氢气加注技术成为了国内外研究的热点之一。
国内外学者在氢气加注过程的热力学分析、加注协议、安全控制策略等方面开展了大量的研究工作,并取得了一系列重要成果。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将以氢气加注过程为研究对象,采用计算流体力学(CFD)的方法,建立精确可靠的加注过程数值模型,并利用该模型对加注过程中的关键参数进行模拟分析,以期为氢气加注系统的设计和优化提供理论依据和技术支持。
具体研究内容如下:
1.氢气加注过程的热力学分析:分析加注过程中氢气的物性变化规律,建立加注过程的热力学模型,为CFD模型的建立提供基础数据。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法,具体步骤如下:
1.文献调研阶段:查阅国内外相关文献,了解氢气加注过程的最新研究进展、CFD模型的构建方法以及实验验证技术,为本研究提供理论基础和技术参考。
2.理论分析阶段:对氢气加注过程进行热力学分析,建立加注过程的热力学模型,推导关键参数之间的关系式,为CFD模型的建立提供理论依据。
3.模型构建阶段:根据实际加注系统,利用CFD软件建立高精度的三维几何模型,并进行网格划分。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.建立更加精确可靠的氢气加注过程CFD模型:本研究将采用先进的数值模拟技术,结合实际加注系统的几何结构和运行参数,建立更加精确可靠的CFD模型,以期更真实地反映加注过程中的流动传热现象。
2.深入分析加注过程中的关键参数影响规律:本研究将系统地研究不同加注压力、加注温度、加注速率对加注时间、储氢罐温度和压力分布的影响,揭示关键参数之间的内在联系。
3.提出基于CFD仿真结果的加注系统优化策略:本研究将根据CFD模型的仿真结果,提出优化加注系统设计的建议,例如优化加注管路设计、改进加注控制策略等,以期提高加注效率、保障加注安全。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 冯优, 马涛, 卢强, 等. 氢气加注过程仿真研究进展[J]. 制冷学报, 2022, 43(4): 1-10.
2. 林建忠, 吴春华, 庄坤, 等. 70 MPa加氢站用隔膜压缩机性能分析[J]. 机械工程学报, 2021, 57(13): 11-19.
3. 何宽, 祁越, 潘立, 等. 燃料电池汽车用高压储氢气瓶水容量测量方法[J]. 机械工程学报, 2021, 57(3): 180-187.
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