Тепловые процессы в автомобильных баллонах с метаном при заполнении и опорожнении


Аннотация:

Построена математическая модель тепловых процессов в автомобильном баллоне с полимерным лейнером при закачке и расходовании метана. В сочетании с вариантом уравнения состояния метана, наиболее близко коррелирующим с экспериментальными данными, эта модель использована для расчета изменения температуры метана и элементов конструкции баллона при различных темпах закачки и расходования метана. Установлена связь параметров, определяющих режим закачки, с конечной массой метана в баллоне, выявлено влияние исходного состояния метана в баллоне на изменение температуры метана и элементов конструкции баллона при его опорожнении.
Метан, составляющий основную часть используемого на транспорте компримированного природного газа, в отличие от большинства газов обладает важной особенностью: при неизменной температуре и увеличении давления метана примерно до 30 МПа его плотность возрастает быстрее, чем давление. При нормальной температуре это явление возникает при давлении около 15 МПа, при снижении температуры давление, соответствующее наибольшему темпу роста плотности, также снижается. Отмеченная особенность метана позволяет повысить эффективность эксплуатации баллонов для компримированного природного газа в зимний период и в условиях континентального климата при значительных суточных изменениях температуры. В частности, возникает возможность существенного увеличения массы газа в баллоне при пониженной температуре окружающего воздуха.

С.Ю. Белоусова, вед. инженер, info@mashtest.ru Е.Н. Крылов, зам. ген. директора Я.Г. Осадчий, д-р техн. наук, ген. директор ЗАО НПП «Маштест», Королёв, Россия В.С. Зарубин, д-р техн. наук, проф. МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:

1. Белоусова С.Ю., Зарубин В.С., Осадчий Я.Г. Математическая модель тепловых процессов в автомобильных баллонах с метаном// Транспорт на альтернативном топливе. — 2014. — № 4. — С. 5–13.
2. Белоусова С.Ю., Зарубин В.С., Осадчий Я.Г. Численное моделирование теплового состояния металлокомпозитного автомобильного баллона при расходовании метана// Транспорт на альтернативном топливе. — 2015. — № 1. — С. 12–21.
3. Белоусова С.Ю., Зарубин В.С., Осадчий Я.Г. Численное моделирование теплового состояния металлокомпозитного автомобильного баллона при заполнении метаном// Транспорт на альтернативном топливе. — 2015. — № 3. — С. 15–24.
4. ГОСТ Р 51753—2001. Баллоны высокого давления для сжатого природного газа, используемого в качестве моторного топлива на автомобильных транспортных средствах. Общие технические условия. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200012999 (дата обращения: 10.02.2017).
5. ГОСТ 16338—85. Полиэтилен низкого давления. Технические условия. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200020680 (дата обращения: 10.02.2017).
6. Setzmann U., Wagner W. A new equation of state and tables of thermodynamic properties for methane covering the range from melting line to 625 K at pressures up to 100 MPa// Journal of Physical and Chemical Reference Data. — 1991. — Vol. 20. — № 6. — P. 1061–1155.
7. Зарубин В.С. Математическое моделирование в технике. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. — 496 с.
8. Зарубин В.С. Моделирование. — М.: Издательский центр «Академия», 2013. — 336 с.
9. РД 3112194-1095—03. Руководство по организации и эксплуатации газобаллонных автомобилей, работающих на компримированном природном газе. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200034846 (дата обращения: 14.02.2017).
10. Справочник по физико-техническим основам криогеники/ под ред. М.П. Малкова. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 432 с.

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее