【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于液流電池，特別涉及一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)、檢驗方法及仿真方法。
技術(shù)介紹
1、鐵鉻液流電池儲能系統(tǒng)是一種新型安全的電化學(xué)儲能系統(tǒng)。具有安全、環(huán)保、高效、使用壽命長、設(shè)計靈活等優(yōu)點。鐵鉻液流電池系統(tǒng)主要由儲存單元、輸送單元和功率單元構(gòu)成。以電解液為介質(zhì)，通過電解液在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)完成電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換。其中儲存單元主要包括正負極電解液儲罐；輸送單元主要包括泵、閥門及管道管件；功率單元主要包括電池堆。
2、在液流電池產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、測試過程中，電解液輸送單元的穩(wěn)定性及安全性直接影響最終產(chǎn)品的性能及壽命。因此在液流電池產(chǎn)品的開發(fā)及制造過程中，需要對制造完成的管道系統(tǒng)進行測試及驗證。在測試過程中需對管道進行多項超設(shè)計參數(shù)的水力測試。在各項測試工況中若使用液流電池堆參與測試，則成本造價高、測試安裝難度大、可操作性低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決
技術(shù)介紹
中的問題，本專利技術(shù)提出一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)、檢驗方法及仿真方法。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，包括：
4、沿液體流動方向，依次連接有第一波紋軟管、第一電磁控制閥、模擬單元、第二電磁控制閥和第二波紋軟管；
5、所述模擬單元包括內(nèi)置管道、傳感器陣列、升溫模塊、數(shù)據(jù)處理單元和循環(huán)泵；所述傳感器陣列安裝在內(nèi)置管道表面，用于檢測內(nèi)置管道內(nèi)的流體數(shù)據(jù)；所述升溫模塊位于傳感器陣列一側(cè)，且安裝在內(nèi)置管道表面，用于加熱內(nèi)置管道
6、所述數(shù)據(jù)處理單元安裝在內(nèi)置管道表面，且與傳感器陣列、升溫模塊和循環(huán)泵電連接，用于建立流體壓力差隨流體溫度變化曲線和流體壓力差隨流體流速變化曲線。
7、優(yōu)選地，所述模擬單元表面安裝有顯示屏，所述顯示屏與數(shù)據(jù)處理單元電連接。
8、優(yōu)選地，所述傳感器陣列包括第一陣列和第二陣列；
9、所述第一陣列包括若干沿內(nèi)置管道周向均布的傳感器，至少一個所述傳感器為溫度傳感器，至少一個所述傳感器為壓力傳感器；至少一個所述傳感器為流量傳感器；
10、所述第二陣列為若干沿內(nèi)置管道軸向陣列的第一陣列。
11、優(yōu)選地，所述模擬單元與第二電磁控制閥之間的管道上開設(shè)有注/排液口。
12、一種水力特性檢驗方法，應(yīng)用于上述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，包括以下步驟：
13、通過第一波紋軟管連接電堆進口，通過第二波紋軟管連接電堆出口；
14、往內(nèi)置管道注入用于測試的流體，保持第一電磁控制閥和第二電磁控制閥相同開度；
15、通過循環(huán)泵驅(qū)動流體流動；
16、調(diào)節(jié)升溫模塊，并通過傳感器陣列獲取流體數(shù)據(jù)；
17、通過數(shù)據(jù)處理器單元分析流體數(shù)據(jù)。
18、優(yōu)選地，調(diào)節(jié)升溫模塊，并通過傳感器陣列獲取流體數(shù)據(jù)，包括以下步驟：
19、通過傳感器陣列獲取流體溫度，記為tn，n≥1；
20、和，通過傳感器陣列獲取流體流量；
21、和，通過傳感器陣列獲取電堆進出口的流體壓力。
22、優(yōu)選地，通過數(shù)據(jù)處理器單元分析流體數(shù)據(jù)，包括以下步驟：
23、在流體溫度ti下，基于流體數(shù)據(jù)計算電堆進出口的流體壓力差，n≥i≥1；
24、在流體溫度ti下，基于流體數(shù)據(jù)計算雷諾數(shù)；
25、調(diào)節(jié)步驟：調(diào)節(jié)傳感器陣列中的流量傳感器精度至≤1l/min；
26、依次記錄由0至各預(yù)設(shè)工況流速下的流體壓力差和雷諾數(shù)，篩選雷諾數(shù)≥4000的工況及對應(yīng)流體壓力差作為待剔除數(shù)據(jù)，并由模擬單元顯示報警并剔除所述待剔除數(shù)據(jù)；
27、基于記錄的流體壓力差計算仿真工裝的摩擦系數(shù)；
28、利用穆迪圖檢索摩擦系數(shù)，獲取對應(yīng)的理論流體壓力差，若理論流體壓力差和記錄的流體壓力差的差值＜±0.02，則認定為校驗成功，否則，返回調(diào)節(jié)步驟；
29、校驗成功后，建立流體壓力差隨流體溫度變化曲線和流體壓力差隨流體流速變化曲線。
30、一種水力特性仿真方法，應(yīng)用于上述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，包括以下步驟：
31、沿流體流動方向，依次安裝水力特性仿真工裝、電解液儲罐和工作泵；
32、基于流體壓力差隨流體溫度變化曲線和流體壓力差隨流體流速變化曲線往模擬單元輸入工作參數(shù)；
33、通過模擬單元獲取實時的模擬數(shù)據(jù)；
34、通過數(shù)據(jù)處理單元分析模擬數(shù)據(jù)，并基于分析結(jié)果對流體壓力差進行調(diào)整。
35、優(yōu)選地，沿流體流動方向，依次安裝水力特性仿真工裝、電解液儲罐和工作泵，包括以下步驟：
36、將第一波紋軟管電解液儲罐進口連接；
37、將第二波紋軟管與工作泵出口連接；
38、將電解液儲罐出口與工作泵進口連接。
39、優(yōu)選地，基于流體壓力差隨流體溫度變化曲線和流體壓力差隨流體流速變化曲線往模擬單元輸入工作參數(shù)，包括以下步驟：
40、設(shè)定升溫模塊的溫度數(shù)值；
41、和/或，設(shè)定循環(huán)泵的輸出功率。
42、優(yōu)選地，通過數(shù)據(jù)處理單元分析模擬數(shù)據(jù)，并基于分析結(jié)果對流體壓力差進行調(diào)整，包括以下步驟：
43、通過數(shù)據(jù)處理單元分析測量的流體壓力差與對應(yīng)的流體壓力差隨流體溫度變化曲線，和/或流體壓力差隨流體流速變化曲線的差值；
44、若流量差≥50l/h，則通過模擬單元進行報警提示；
45、報警后，粗調(diào)電磁閥，使流體壓力差值在10kpa級范圍變化，再精調(diào)電磁閥，使流體壓力差值在1kpa級范圍變化，直至測量的流體壓力差與流體壓力差隨流體溫度變化曲線保持一致，和/或流體壓力差隨流體流速變化曲線保持一致。
46、本專利技術(shù)的有益效果：
47、本專利技術(shù)提供了一種水力特性仿真工裝，其通過循環(huán)泵驅(qū)動介質(zhì)流動，同時采用傳感器陣列監(jiān)測介質(zhì)的溫度和壓力，并通過處理單元對溫度和壓力等數(shù)據(jù)進行分析，進而模擬液流電堆的水力特性，幫助設(shè)計者優(yōu)化電池設(shè)計，以減少實際試驗的成本和時間，加速液流電池的研發(fā)進程。
48、本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術(shù)而了解。本專利技術(shù)的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
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1.一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬單元表面安裝有顯示屏(3)，所述顯示屏(3)與數(shù)據(jù)處理單元(6)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器陣列(4)包括第一陣列和第二陣列；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬單元與第二電磁控制閥(7)之間的管道上開設(shè)有注/排液口(9)。
5.一種水力特性檢驗方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-4任一項所述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水力特性檢驗方法，其特征在于，調(diào)節(jié)升溫模塊(5)，并通過傳感器陣列(4)獲取流體數(shù)據(jù)，包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水力特性檢驗方法，其特征在于，通過數(shù)據(jù)處理器單元(6)分析流體數(shù)據(jù)，包括以下步驟：
8.一種水力特性仿真方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：
9
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水力特性仿真方法，其特征在于，基于流體壓力差隨流體溫度變化曲線和流體壓力差隨流體流速變化曲線往模擬單元輸入工作參數(shù)，包括以下步驟：
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水力特性仿真方法，其特征在于，通過數(shù)據(jù)處理單元(6)分析模擬數(shù)據(jù)，并基于分析結(jié)果對流體壓力差進行調(diào)整，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬單元表面安裝有顯示屏(3)，所述顯示屏(3)與數(shù)據(jù)處理單元(6)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器陣列(4)包括第一陣列和第二陣列；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬單元與第二電磁控制閥(7)之間的管道上開設(shè)有注/排液口(9)。
5.一種水力特性檢驗方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-4任一項所述的一種水力特性仿真工裝系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水力特性檢驗方法，其特征在于，調(diào)節(jié)升溫模塊(5)，并通過傳感器陣列(4)獲取流體數(shù)據(jù)，包括...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：單佩金，鄭新，左元杰，張謹奕，郭霄宇，高峰，張苗苗，劉盛，王興皓，王皓，
申請(專利權(quán))人：北京和瑞儲能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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