Влияние температуры окружающего воздуха на рост давления в автомобильных баллонах с метаном

16 июл 2018


При использовании в автомобильных двигателях в качестве горючего компримированного природного газа существует потенциальная опасность повышения давления этого газа в предварительно заполненных до регламентированного рабочего давления баллонах. Такое повышение давления вызвано увеличением температуры окружающего воздуха по сравнению с температурой компримированного природного газа, соответствующей завершению процесса заполнения. Если после заполнения баллона перед расходованием метана предстоит достаточно длительная пауза, в течение которой температура окружающего воздуха возрастает, то давление в баллоне может превысить допустимое эксплуатационное значение, вызвать сокращение остаточного ресурса и в итоге привести к разрушению баллона с последующим возгоранием компримированного природного газа.
 
Для получения количественных оценок возможного повышения давления компримированного природного газа в автомобильном баллоне, вызванного увеличением температуры окружающего воздуха, необходимо использование современных методов математического моделирования. Достоверность таких оценок, характеризующих допустимые температурные режимы эксплуатации заполненных автомобильных баллонов с компримированным природным газом, определяется адекватностью математической модели, описывающей тепловые процессы в типовых баллонах с компримированным природным газом при их заполнении и последующем хранении. Одним из основных элементов такой модели является достаточно хорошо совпадающая с экспериментальными данными зависимость между основными параметрами, характеризующими состояние компримированного природного газа в баллоне. В качестве таких параметров для любого газа обычно используют его давление, температуру и плотность, связанные уравнением состояния данного газа.
 
При построении математической модели использован вариант уравнения состояния метана, составляющего основную часть обычно применяемого на автомобильном транспорте компримированного природного газа. Этот вариант устанавливает зависимость между давлением, температурой и плотностью метана, подтверждаемую экспериментально с точностью до десятых долей процента. Использованные при количественном анализе модели зависимости теплоемкости, вязкости, теплопроводности и объемного расширения метана от его температуры и плотности также достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными.
 
С.Ю. Белоусова, Я.Г. Осадчий, В.С. Зарубин, В.М. Фрум
Статья планируется к публикации в седьмом номере журналаф

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

Федеральные новости

Региональные новости