【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及新能源電動(dòng)汽車動(dòng)力裝置領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、氫氣是連接可再生能源與傳統(tǒng)化石能源的橋梁，通過氫能與燃料電池，可以實(shí)現(xiàn)未來潔凈能源利用變革的愿景。發(fā)展“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”成為了能源技術(shù)革命的必然要求。由于氫能汽車動(dòng)力裝置內(nèi)氫氣常以高壓形式存在，高壓氫氣的溫度變化將直接影響到氫能汽車的續(xù)航里程和加氫站的運(yùn)行效率。為了確保氫能汽車運(yùn)行的安全性和高效性，分析氫能汽車動(dòng)力裝置的高壓氣體的溫度分布規(guī)律，研究氫能汽車動(dòng)力裝置的高壓氣體熱力學(xué)機(jī)理具有重要意義。
2、采用理想氣體狀態(tài)方程描述高壓氣體的狀態(tài)與實(shí)際情況存在較大差距，1910年范德瓦爾斯以描述真實(shí)氣體狀態(tài)的范德瓦爾斯方程獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。1948年，redlich和kwong在范氏方程的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，得到了描述壓力和溫度準(zhǔn)確性較高的r-k真實(shí)氣體狀態(tài)方程。之后也有很多學(xué)者對真實(shí)氣體狀態(tài)方程進(jìn)行修正，但r-k真實(shí)氣體狀態(tài)方程因?yàn)楸Ａ袅梭w積三次方程的簡單形式，被更為廣泛的應(yīng)用。一些學(xué)者將真實(shí)氣體狀態(tài)方程應(yīng)用到了高壓氣體系統(tǒng)的熱力學(xué)分析中。w.s.winters等人針對高壓氦氣存儲(chǔ)系統(tǒng)，基于abel-noble形式的氣體狀態(tài)方程，通過理論與試驗(yàn)結(jié)合，分析了高壓氣體在泄漏過程中的溫度變化規(guī)律。(winters?w?s,evans?g?h,rice?s?f,et?al.an?experimental?and?theoreticalstudy?of?heat?and?mass?transfer?
3、但是，現(xiàn)有的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的高壓氣體熱力學(xué)分析尚未通過精度較高且形式簡單的r-k真實(shí)氣體狀態(tài)方程建立完善的熱力學(xué)理論分析模型，尤其是涉及到氫能汽車動(dòng)力裝置內(nèi)高壓氣體所屬的不同熱力學(xué)系統(tǒng)，未根據(jù)不同工況建立絕熱和對流換熱條件下的熱力學(xué)模型，分析氫能汽車動(dòng)力裝置內(nèi)高壓氣體的溫度分布規(guī)律。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供了一種準(zhǔn)確可靠的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。
2、本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
3、根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供了一種用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，該方法包括以下步驟：
4、s1、采用r-k真實(shí)氣體狀態(tài)方程描述氫能汽車動(dòng)力裝置內(nèi)高壓氫氣體的行為；
5、s2、根據(jù)氫能汽車動(dòng)力裝置內(nèi)高壓氣體所屬的熱力學(xué)系統(tǒng)與外界是否有物質(zhì)和能量交換以及是否容積固定，將氫能汽車動(dòng)力裝置內(nèi)高壓氣體所屬的熱力學(xué)系統(tǒng)分為固定容積開口系統(tǒng)、可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)和可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)；
6、s3、分別計(jì)算絕熱條件下固定容積開口系統(tǒng)、可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)和可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)的熱力學(xué)模型以及對流換熱條件下固定容積開口系統(tǒng)、可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)和可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)的熱力學(xué)模型；
7、s4、通過s3計(jì)算的絕熱條件以及對流換熱條件下的熱力學(xué)模型，得到氫能汽車動(dòng)力裝置內(nèi)高壓氣體的溫度分布規(guī)律，完成氫能汽車動(dòng)力裝置內(nèi)高壓氣體的熱力學(xué)分析。
8、優(yōu)選地，，所述固定容積開口系統(tǒng)，在絕熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
9、
10、其中，tfixed為固定容積開口系統(tǒng)內(nèi)氣體溫度；mfixed為固定容積開口系統(tǒng)內(nèi)氣體質(zhì)量；cvfixed為固定容積開口系統(tǒng)內(nèi)氣體定容比熱容；cv∞為氣源的定容比熱容；t∞為氣源的氣體溫度；m∞為氣源的氣體質(zhì)量；r為氣體常數(shù)；v為系統(tǒng)固定容積；m為氣體摩爾質(zhì)量；a和b為氣體的r-k常數(shù)。
11、優(yōu)選地，所述可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)，在絕熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
12、
13、其中，tvariable為可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)內(nèi)氣體溫度；t為時(shí)間變量；mvariable為可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)內(nèi)氣體質(zhì)量；cvvariable為可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)內(nèi)氣體定容比熱容；vvariable為可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)內(nèi)氣體的體積；cv∞為氣源的定容比熱容；t∞為氣源的氣體溫度；m為氣體摩爾質(zhì)量；r為氣體常數(shù)；a和b為氣體的r-k常數(shù)；ρ∞為氣源的氣體密度。
14、優(yōu)選地，所述可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)，在絕熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
15、
16、其中，tclosed為可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)內(nèi)氣體溫度；t為時(shí)間變量；mclosed為可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)內(nèi)氣體質(zhì)量；cvclosed為可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)內(nèi)氣體定容比熱容；vclosed為可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)內(nèi)氣體的體積；r為氣體常數(shù)；v為系統(tǒng)固定容積；m為氣體摩爾質(zhì)量；a和b為氣體的r-k常數(shù)。
17、優(yōu)選地，所述固定容積開口系統(tǒng)，在對流換熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
18、
19、其中，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，所述固定容積開口系統(tǒng)，在絕熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，所述可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)，在絕熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，所述可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)，在絕熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，所述固定容積開口系統(tǒng)，在對流換熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，所述可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)，在對流換熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，所述可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)，在對流換熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
8.一種采
9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的方法。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，所述固定容積開口系統(tǒng)，在絕熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，所述可變?nèi)莘e開口系統(tǒng)，在絕熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，所述可變?nèi)莘e閉口系統(tǒng)，在絕熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫能汽車動(dòng)力裝置的氣體熱力學(xué)分析方法，其特征在于，所述固定容積開口系統(tǒng)，在對流換熱條件下的熱力學(xué)模型描述為：
6.根...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陶?，?/a>，訚耀保，劉小雪，陳婠，
申請(專利權(quán))人：同濟(jì)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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