Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com.Tá tú ag baint úsáide as leagan brabhsálaí a bhfuil tacaíocht CSS teoranta aige.Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó Mód Comhoiriúnachta a dhíchumasú in Internet Explorer).Ina theannta sin, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, taispeánann muid an suíomh gan stíleanna agus JavaScript.
Taispeánann sé timpeallán de thrí shleamhnán ag an am céanna.Bain úsáid as na cnaipí Roimhe agus Ar Aghaidh chun bogadh trí thrí shleamhnán ag an am, nó bain úsáid as na cnaipí sleamhnáin ag an deireadh chun bogadh trí thrí shleamhnán ag an am.
Aithnítear hidrídí miotail (MH) mar cheann de na grúpaí ábhar is oiriúnaí le haghaidh stórála hidrigine mar gheall ar a gcumas stórála hidrigine mór, brú oibriúcháin íseal agus sábháilteacht ard.Mar sin féin, laghdaítear go mór an fheidhmíocht stórála mar gheall ar a gcinéiticí sluggish iontógáil hidrigine.D'fhéadfadh ról tábhachtach a bheith ag baint teasa níos tapúla ó stóráil MH chun a ráta glactha hidrigine a mhéadú, rud a d'fhág go mbeadh feidhmíocht stórála feabhsaithe.I dtaca leis sin, bhí an staidéar seo dírithe ar na saintréithe aistrithe teasa a fheabhsú chun tionchar dearfach a imirt ar ráta glactha hidrigine an chórais stórála MH.Forbraíodh an corna leath-sorcóireach nua ar dtús agus optamaíodh é le haghaidh stórála hidrigine agus ionchorpraíodh é mar mhalartóir inmheánach aer-mar-teasa (HTF).Bunaithe ar na méideanna páirce éagsúla, déantar anailís ar éifeacht chumraíocht nua an mhalartóra teasa agus déantar comparáid idir é agus an ghnáthchéimseata corna helical.Ina theannta sin, rinneadh staidéar uimhriúil ar pharaiméadair oibriúcháin stórála MG agus GTP chun na luachanna is fearr a fháil.Le haghaidh insamhalta uimhriúil, úsáidtear ANSYS Fluent 2020 R2.Léiríonn torthaí an staidéir seo gur féidir feabhas mór a chur ar fheidhmíocht umar stórála MH trí úsáid a bhaint as malartóir teasa coil leath-sorcóireach (SCHE).I gcomparáid le malartóirí teasa corna bíseach traidisiúnta, laghdaítear fad an ionsú hidrigine 59%.Mar thoradh ar an achar is lú idir na cornaí SCHE tháinig laghdú 61% ar an am ionsú.Maidir le paraiméadair oibriúcháin stórála MG ag baint úsáide as SHE, tá feabhas suntasach ar an bpróiseas ionsú hidrigine mar thoradh ar na paraiméadair roghnaithe go léir, go háirithe an teocht ag an inlet chuig an HTS.
Tá aistriú domhanda ann ó fhuinneamh atá bunaithe ar bhreoslaí iontaise go fuinneamh in-athnuaite.Toisc go soláthraíonn go leor cineálacha fuinnimh in-athnuaite cumhacht ar bhealach dinimiciúil, tá gá le stóráil fuinnimh chun an t-ualach a chothromú.Tá go leor airde tarraingthe chun na críche seo ar stóráil fuinnimh atá bunaithe ar hidrigin, go háirithe toisc gur féidir hidrigin a úsáid mar iompróir breosla agus fuinnimh malartach “glas” mar gheall ar a airíonna agus a iniomparthacht.Ina theannta sin, cuireann hidrigin freisin cion fuinnimh níos airde in aghaidh an aonaid mhais i gcomparáid le breoslaí iontaise2.Tá ceithre phríomhchineál stórála fuinnimh hidrigine ann: stóráil gáis chomhbhrúite, stóráil faoi thalamh, stóráil leachtach, agus stóráil soladach.Is é hidrigin chomhbhrúite an príomhchineál a úsáidtear i bhfeithiclí cille breosla mar bhusanna agus forklifts.Mar sin féin, soláthraíonn an stóráil seo bulcdlús íseal hidrigine (thart ar 0.089 kg/m3) agus baineann saincheisteanna sábháilteachta le brú oibriúcháin ard3.Bunaithe ar phróiseas comhshó ag teocht chomhthimpeallach íseal agus brú, déanfaidh an stóráil leachtach hidrigin a stóráil i bhfoirm leachtach.Mar sin féin, nuair a leachtaítear é, cailltear thart ar 40% den fhuinneamh.Ina theannta sin, is eol go bhfuil an teicneolaíocht seo níos déine ar fhuinneamh agus ar shaothar i gcomparáid le teicneolaíochtaí stórála soladstaide4.Is rogha inmharthana é stóráil soladach do gheilleagar hidrigine, a stórálann hidrigin trí hidrigin a ionchorprú in ábhair soladacha trí ionsú agus trí hidrigin a scaoileadh trí dhí-asú.Tá spéis le déanaí ag hidríd miotail (MH), teicneolaíocht stórála ábhar soladach, in iarratais cille breosla mar gheall ar a chumas hidrigine ard, brú oibriúcháin íseal, agus costas íseal i gcomparáid le stóráil leachtach, agus tá sé oiriúnach d'iarratais stáiseanóireachta agus soghluaiste6,7 In Ina theannta sin, soláthraíonn ábhair MH airíonna sábháilteachta ar nós stóráil éifeachtach ar thoilleadh mór8.Mar sin féin, tá fadhb ann a chuireann teorainn le táirgiúlacht an MG: bíonn ionsú mall agus dí-asú hidrigine mar thoradh ar sheoltacht íseal teirmeach an imoibreora MG.
Is é an t-aistriú teasa cuí le linn imoibrithe eisiteirmeacha agus inteirmeacha an eochair chun feabhas a chur ar fheidhmíocht imoibreoirí MH.Maidir leis an bpróiseas luchtaithe hidrigine, ní mór an teas a ghintear a bhaint as an imoibreoir chun an sreabhadh luchtaithe hidrigine a rialú ag an ráta inmhianaithe le huastoilleadh stórála.Ina áit sin, tá gá le teas chun an ráta éabhlóid hidrigine a mhéadú le linn an urscaoilte.D'fhonn feabhas a chur ar fheidhmíocht aistrithe teasa agus mais, tá staidéar déanta ag go leor taighdeoirí ar dhearadh agus ar bharrfheabhsú bunaithe ar ilfhachtóirí cosúil le paraiméadair oibriúcháin, struchtúr MG, agus leas iomlán a bhaint MG11.Is féidir leas iomlán a bhaint as MG a dhéanamh trí ábhair seoltachta teirmeacha ard cosúil le miotail cúr a chur le sraitheanna MG 12,13.Mar sin, is féidir an seoltacht theirmeach éifeachtach a mhéadú ó 0.1 go 2 W/mK10.Mar sin féin, laghdaítear cumhacht an imoibreora MN go mór le hábhair soladach a chur leis.Maidir le paraiméadair oibriúcháin, is féidir feabhsuithe a bhaint amach trí bharrfheabhsú a dhéanamh ar choinníollacha oibriúcháin tosaigh an chiseal MG agus an chuisnithe (HTF).Is féidir struchtúr an MG a uasmhéadú mar gheall ar chéimseata an imoibreora agus dearadh an malartóra teasa.Maidir le cumraíocht an malartóra teasa imoibreora MH, is féidir na modhanna a roinnt ina dhá chineál.Is malartóirí teasa inmheánacha iad seo a tógadh isteach sa chiseal MO agus malartóirí teasa seachtracha a chlúdaíonn an ciseal MO mar eití, seaicéid fuaraithe agus folcadáin uisce.Maidir leis an malartóir teasa seachtrach, rinne Kaplan16 anailís ar oibriú an imoibreora MH, ag baint úsáide as uisce fuaraithe mar seaicéad chun an teocht taobh istigh den imoibreoir a laghdú.Cuireadh na torthaí i gcomparáid le himoibreoir eite 22 bhabhta agus imoibreoir eile arna fhuarú ag comhiompar nádúrtha.Deir siad go laghdaíonn láithreacht seaicéad fuaraithe go mór teocht an MH, rud a mhéadaíonn an ráta ionsú.Tá sé léirithe ag staidéir uimhriúla ar an imoibreoir MH seaicéideach uisce le Patil agus Gopal17 go bhfuil brú soláthair hidrigine agus teocht HTF ina bpríomhpharaiméadair a mbíonn tionchar acu ar ráta glactha agus dí-asaithe hidrigine.
Is é an t-achar aistrithe teasa a mhéadú trí eití agus malartóirí teasa a tógadh isteach sa MH a chur leis an eochair chun feidhmíocht aistrithe teasa agus mais a fheabhsú agus mar sin feidhmíocht stórála an MH18.Tá roinnt cumraíochtaí malartóra teasa inmheánacha (feadán díreach agus corna bíseach) deartha chun an chuisnithe a chur i gcúrsaíocht san imoibreoir MH19,20,21,22,23,24,25,26.Ag baint úsáide as malartóir teasa inmheánach, aistreoidh an leacht fuaraithe nó téimh teas áitiúil taobh istigh den imoibreoir MH le linn an phróisis asaithe hidrigine.Bhain Raju agus Kumar [27] úsáid as roinnt feadáin dhíreacha mar mhalartóirí teasa chun feidhmíocht an MG a fheabhsú.Léirigh a gcuid torthaí gur laghdaíodh amanna ionsúcháin nuair a úsáideadh feadáin dhíreacha mar mhalartóirí teasa.Ina theannta sin, giorraíonn úsáid feadáin dhíreacha an t-am dí-asú hidrigine28.Méadaíonn rátaí sreafa fuaraithe níos airde an ráta luchtaithe agus díluchtaithe hidrigine29.Mar sin féin, tá tionchar dearfach ag méadú ar líon na bhfeadáin fuaraithe ar fheidhmíocht MH seachas ar ráta sreafa an chuisnithe30,31.Bhain Raju et al.32 úsáid as LaMi4.7Al0.3 mar ábhar MH chun staidéar a dhéanamh ar fheidhmíocht malartóirí teasa multitube in imoibreoirí.Thuairiscigh siad go raibh tionchar suntasach ag na paraiméadair oibriúcháin ar an bpróiseas ionsú, go háirithe an brú beathaithe agus ansin ráta sreafa an HTF.Mar sin féin, d'éirigh an teocht ionsú amach a bheith níos lú ríthábhachtach.
Déantar feidhmíocht an imoibreora MH a fheabhsú tuilleadh trí úsáid a bhaint as malartóir teasa coil bíseach mar gheall ar a aistriú teasa feabhsaithe i gcomparáid le feadáin díreach.Tá sé seo amhlaidh toisc gur féidir leis an timthriall tánaisteach teas a bhaint níos fearr ón imoibreoir25.Ina theannta sin, soláthraíonn na feadáin bíseach achar dromchla mór le haghaidh aistriú teasa ón gciseal MH go dtí an chuisnithe.Nuair a thugtar an modh seo isteach taobh istigh den imoibreoir, tá dáileadh na feadáin malartaithe teasa níos comhionann33 freisin.Wang et al.Rinne 34 staidéar ar éifeacht ré glactha hidrigine trí chorna héiliciúil a chur le himoibreoir MH.Léiríonn a gcuid torthaí, de réir mar a mhéadaíonn comhéifeacht aistrithe teasa an chuisnithe, go laghdaítear an t-am ionsúcháin.Tá Wu et al.Rinne 25 imscrúdú ar fheidhmíocht imoibreoirí MH bunaithe ar Mg2Ni agus malartóirí teasa corna coiled.Léirigh a gcuid staidéir uimhriúla laghdú ar am imoibrithe.Tá feabhas ar an meicníocht aistrithe teasa san imoibreoir MN bunaithe ar chóimheas níos lú idir pháirc scriú agus pháirc scriú agus páirc scriú gan toise.Léirigh staidéar turgnamhach le Mellouli et al.21 ag baint úsáide as corna coiled mar mhalartóir teasa inmheánach go bhfuil tionchar suntasach ag teocht tosaithe HTF maidir le feabhas a chur ar iontógáil hidrigine agus am dí-asú.Rinneadh teaglaim de mhalartóirí teasa inmheánacha éagsúla i roinnt staidéar.Eisapur et al.Rinne 35 staidéar ar stóráil hidrigine ag baint úsáide as malartóir teasa corna bíseach le feadán fillte lárnach chun an próiseas ionsú hidrigine a fheabhsú.Léirigh a gcuid torthaí go bhfeabhsaíonn an feadán bíseach agus an feadán tuairisceáin lárnach go mór an t-aistriú teasa idir an chuisnithe agus an MG.Méadaíonn an pháirc níos lú agus trastomhas níos mó an fheadáin bíseach an ráta aistrithe teasa agus mais.Ardahaie et al.D'úsáid 36 feadáin bíseach comhréidh mar mhalartóirí teasa chun aistriú teasa laistigh den imoibreoir a fheabhsú.Thuairiscigh siad gur laghdaíodh ré an ionsú trí líon na n-eitleán feadáin bíseach leacaithe a mhéadú.Rinneadh teaglaim de mhalartóirí teasa inmheánacha éagsúla i roinnt staidéar.Dhau et al.37 feabhas ar fheidhmíocht an MH ag baint úsáide as malartóir teasa corna coiled agus eití.Léiríonn a gcuid torthaí go laghdaíonn an modh seo an t-am líonadh hidrigine faoi fhachtóir 2 i gcomparáid leis an gcás gan eití.Comhcheanglaítear na heití annúla le feadáin fhuaraithe agus tógtar isteach iad san imoibreoir MN.Léiríonn torthaí an staidéir seo go soláthraíonn an modh comhcheangailte seo aistriú teasa níos comhionann i gcomparáid leis an imoibreoir MH gan eití.Mar sin féin, le chéile malartóirí teasa éagsúla beidh tionchar diúltach ar an meáchan agus toirt an imoibreora MH.Rinne Wu et al.18 comparáid idir cumraíochtaí éagsúla malartóirí teasa.Ina measc seo tá feadáin dhíreacha, eití agus cornaí bíseach.Tuairiscíonn na húdair go soláthraíonn cornaí bíseach na feabhsuithe is fearr maidir le haistriú teasa agus mais.Ina theannta sin, i gcomparáid le feadáin dhíreacha, feadáin coiled, agus feadáin dhíreacha in éineacht le feadáin coiled, tá éifeacht níos fearr ag cornaí dúbailte ar aistriú teasa a fheabhsú.Staidéar le Sekhar et al.Léirigh 40 gur baineadh amach feabhsú comhchosúil ar ghlacadh hidrigine trí úsáid a bhaint as corna bíseach mar an malartóir teasa inmheánach agus seaicéad fuaraithe seachtrach finned.
De na samplaí a luaitear thuas, soláthraíonn úsáid cornaí bíseach mar mhalartóirí teasa inmheánacha feabhsuithe aistrithe teasa agus mais níos fearr ná malartóirí teasa eile, go háirithe feadáin dhíreacha agus eití.Dá bhrí sin, ba é aidhm an staidéir seo an coil bíseach a fhorbairt tuilleadh chun an fheidhmíocht aistrithe teasa a fheabhsú.Don chéad uair, forbraíodh corna leath-sorcóireach nua bunaithe ar an gcorna helical stórála traidisiúnta MH.Táthar ag súil go bhfeabhsóidh an staidéar seo feidhmíocht stórála hidrigine trí dhearadh malartóra teasa nua a bhreithniú le leagan amach crios aistrithe teasa níos fearr a sholáthraíonn líon leanúnach leaba MH agus feadáin HTF.Cuireadh feidhmíocht stórála an malartóra teasa nua seo i gcomparáid le malartóirí teasa corna bíseach traidisiúnta bunaithe ar pháirceanna coil éagsúla.De réir na litríochta atá ann cheana féin, is iad coinníollacha oibriúcháin agus spásáil cornaí na príomhfhachtóirí a dhéanann difear do fheidhmíocht imoibreoirí MH.Chun dearadh an malartóra teasa nua seo a bharrfheabhsú, rinneadh imscrúdú ar éifeacht spásáil corna ar am glactha hidrigine agus toirt MH.Ina theannta sin, chun an gaol idir na cornaí hemi-sorcóireacha nua agus na coinníollacha oibriúcháin a thuiscint, ba é sprioc tánaisteach an staidéir seo staidéar a dhéanamh ar shaintréithe an imoibreora de réir raonta paraiméadair oibriúcháin éagsúla agus na luachanna cuí a chinneadh do gach oibríocht. mód.paraiméadar.
Déantar imscrúdú ar fheidhmíocht an fheiste stórála fuinnimh hidrigine sa staidéar seo bunaithe ar dhá chumraíocht malartóra teasa (lena n-áirítear feadáin bíseach i gcásanna 1 go 3 agus feadáin leath-sorcóireacha i gcásanna 4 go 6) agus anailís íogaireachta ar pharaiméadair oibriúcháin.Rinneadh tástáil ar inoibritheacht an imoibreora MH den chéad uair ag baint úsáide as feadán bíseach mar mhalartóir teasa.Tá an píopa ola chuisnithe agus an soitheach imoibreora MH araon déanta as cruach dhosmálta.Ba chóir a thabhairt faoi deara go raibh toisí an imoibreora MG agus trastomhas na bpíopaí GTF seasmhach i ngach cás, agus bhí méideanna céim an GTF éagsúil.Déanann an chuid seo anailís ar éifeacht mhéid pháirc na cornaí HTF.Ba é airde agus trastomhas seachtrach an imoibreora 110 mm agus 156 mm, faoi seach.Tá trastomhas an phíobáin ola seoltaí teasa socraithe ag 6mm.Féach an Rannán Forlíontach le haghaidh sonraí ar léaráid chiorcaid an imoibreora MH le feadáin bíseacha agus dhá fheadán leathsorcórach.
Ar fig.Taispeánann 1a imoibreoir feadáin bíseach MH agus a thoisí.Tugtar na paraiméadair gheoiméadracha go léir sa tábla.1. Tá toirt iomlán an héilics agus toirt an ZG thart ar 100 cm3 agus 2000 cm3, faoi seach.Ón imoibreoir MH seo, cuireadh aer i bhfoirm HTF isteach san imoibreoir MH scagach ó thíos trí fheadán bíseach, agus tugadh isteach hidrigin ó dhromchla barr an imoibreora.
Tréithriú céimseataí roghnaithe d'imoibreoirí hidríde miotail.a) le malartóir teasa feadánacha bíseach, b) le malartóir teasa feadánach leathsorcórach.
Scrúdaíonn an dara cuid oibriú an imoibreora MH bunaithe ar fheadán leath-sorcóireach mar mhalartóir teasa.Ar fig.Taispeánann 1b an t-imoibreoir MN le dhá fheadán leathsorcórach agus a gcuid toisí.Liostaíonn Tábla 1 paraiméadair gheoiméadracha na bpíopaí leath-sorcóireacha, a fhanann seasmhach, ach amháin an fad eatarthu.Ba chóir a thabhairt faoi deara gur dearadh an feadán leath-sorcóireach i gCás 4 le toirt leanúnach feadán HTF agus cóimhiotal MH sa fheadán coiled (rogha 3).Maidir le fig.1b, tugadh isteach aer freisin ó bhun an dá fheadáin HTF leath-sorcóireacha, agus tugadh isteach hidrigin ó mhalairt treo an imoibreora MH.
Mar gheall ar dhearadh nua an malartóra teasa, is é cuspóir an ailt seo na luachanna tosaigh cuí a chinneadh do pharaiméadair oibriúcháin an imoibreora MH i gcomhar le SCHE.I ngach cás, úsáideadh aer mar chuisnithe chun teas a bhaint as an imoibreoir.I measc na n-olaí aistrithe teasa, roghnaítear aer agus uisce go coitianta mar olaí aistrithe teasa d'imoibreoirí MH mar gheall ar a gcostas íseal agus a dtionchar íseal ar an gcomhshaol.Mar gheall ar an raon teochta oibriúcháin ard de chóimhiotail maignéisiam-bhunaithe, roghnaíodh aer mar an chuisnithe sa staidéar seo.Ina theannta sin, tá tréithe sreafa níos fearr aige freisin ná miotail leachtacha eile agus salainn leáite41.Liostaíonn Tábla 2 airíonna an aeir ag 573 K. Maidir leis an anailís íogaireachta san alt seo, ní chuirtear i bhfeidhm ach na cumraíochtaí is fearr de na roghanna feidhmíochta MH-SCHE (i gcásanna 4 go 6).Tá na meastacháin sa chuid seo bunaithe ar pharaiméadair oibriúcháin éagsúla, lena n-áirítear teocht tosaigh an imoibreora MH, an brú luchtaithe hidrigine, an teocht inlet HTF, agus an uimhir Reynolds arna ríomh trí ráta HTF a athrú.Tá na paraiméadair oibriúcháin go léir a úsáidtear le haghaidh anailíse íogaireachta i dTábla 3.
Déanann an chuid seo cur síos ar na cothromóidí rialaithe go léir is gá don phróiseas ionsú hidrigine, suaiteacht agus aistriú teasa na bhfuisitheoirí.
Chun tuaslagán an imoibrithe glactha hidrigine a shimpliú, déantar na toimhdí seo a leanas agus soláthraítear iad;
Le linn ionsú, tá airíonna teirmeachfhisiceacha hidrigine agus hidrídí miotail tairiseach.
Meastar gur gás idéalach é hidrigin, agus mar sin cuirtear coinníollacha cothromaíochta teirmeach43,44 san áireamh.
áit arb é \({L}_{gas}\) ga an umair, agus is é \({L}_{teas}\) airde aiseach an umair.Nuair a bhíonn N níos lú ná 0.0146, is féidir neamhaird a dhéanamh ar an sreabhadh hidrigine san umar san insamhalta gan earráid shuntasach.De réir taighde reatha, tá N i bhfad níos ísle ná 0.1.Dá bhrí sin, is féidir faillí a dhéanamh ar an éifeacht grádán brú.
Bhí ballaí an imoibreora inslithe go maith i ngach cás.Dá bhrí sin, níl aon mhalartú teasa 47 idir an t-imoibreoir agus an timpeallacht.
Tá a fhios go maith go bhfuil tréithe maith hidriginithe agus cumas stórála ard-hidrigine suas le 7.6 wt%8 ag cóimhiotail Mg-bhunaithe.Maidir le hiarratais stórála hidrigine stáit soladach, tugtar ábhair éadroma ar na cóimhiotail seo freisin.Ina theannta sin, tá friotaíocht teasa den scoth acu agus cumas próiseála maith8.I measc roinnt cóimhiotail Mg-bhunaithe, tá cóimhiotal MgNi bunaithe ar Mg2Ni ar cheann de na roghanna is oiriúnaí do stóráil MH mar gheall ar a chumas stórála hidrigine suas le 6 wt%.Soláthraíonn cóimhiotail Mg2Ni freisin cinéitic asaithe agus dí-asaithe níos tapúla i gcomparáid le cóimhiotal MgH48.Dá bhrí sin, roghnaíodh Mg2Ni mar an t-ábhar hidríde miotail sa staidéar seo.
Sloinntear an chothromóid fuinnimh mar 25 bunaithe ar an gcothromaíocht teasa idir hidrigin agus hidríd Mg2Ni:
Is é X an méid hidrigine a ionsúitear ar an dromchla miotail, is é \(meáchan\%\ an t-aonad), arna ríomh ón gcothromóid chinéiteach \(\frac{dX}{dt}\) le linn an ionsú mar seo a leanas49:
áit arb é \({C}_{a}\) an ráta imoibrithe agus \\({E}_{a}\) an fuinneamh gníomhachtaithe.Is é \({P}_{a,eq}\) an brú cothromaíochta taobh istigh den imoibreoir hidríde miotail le linn an phróisis ionsúite, tugtha ag cothromóid van't Hoff mar seo a leanas25:
Cá bhfuil \({P}_{tag}\) an brú tagartha 0.1 MPa.Is iad \(\Delta H\) agus \(\Delta S\) eantalpacht agus eantrópacht an imoibrithe, faoi seach.Cuirtear airíonna cóimhiotail Mg2Ni agus hidrigin i láthair sa tábla.4. Tá an liosta ainmnithe le fáil sa rannán forlíontach.
Meastar go bhfuil an sreabhadh sreabhán suaite toisc go bhfuil a threoluas agus a uimhir Reynolds (Re) 78.75 ms-1 agus 14000, faoi seach.Sa staidéar seo, roghnaíodh samhail suaiteachta k-ε indéanta.Tugtar faoi deara go soláthraíonn an modh seo cruinneas níos airde i gcomparáid le modhanna k-ε eile, agus go dteastaíonn níos lú ama ríomha freisin ná modhanna RNG k-ε50,51.Féach an Rannán Forlíontach le haghaidh sonraí ar na cothromóidí bunúsacha le haghaidh sreabhán aistrithe teasa.
Ar dtús, bhí an réimeas teochta san imoibreoir MN aonfhoirmeach, agus ba é 0.043 an meántiúchan hidrigine.Glactar leis go bhfuil teorainn sheachtrach an imoibreora MH inslithe go maith.De ghnáth bíonn teochtaí oibriúcháin ardfhrithghníomhaithe de dhíth ar chóimhiotail atá bunaithe ar mhaignéisiam chun hidrigin a stóráil agus a scaoileadh san imoibreoir.Tá raon teochta 523–603 K ag teastáil ón gcóimhiotal Mg2Ni le haghaidh uas-ionsú agus raon teochta 573–603 K le haghaidh dí-asú iomlán52.Mar sin féin, léirigh staidéir thurgnamhacha ag Muthukumar et al.53 gur féidir an toilleadh stórála uasta de Mg2Ni le haghaidh stórála hidrigine a bhaint amach ag teocht oibriúcháin 573 K, a fhreagraíonn dá chumas teoiriciúil.Dá bhrí sin, roghnaíodh an teocht 573 K mar theocht tosaigh an imoibreora MN sa staidéar seo.
Cruthaigh méideanna greille éagsúla le haghaidh bailíochtaithe agus torthaí iontaofa.Ar fig.Léiríonn 2 an mheánteocht ag suíomhanna roghnaithe sa phróiseas ionsú hidrigine ó cheithre eilimint éagsúla.Is fiú a thabhairt faoi deara nach roghnaítear ach cás amháin de gach cumraíocht chun neamhspleáchas greille a thástáil mar gheall ar chéimseata comhchosúil.Cuirtear an modh meshing céanna i bhfeidhm i gcásanna eile.Mar sin, roghnaigh rogha 1 don phíobán bíseach agus rogha 4 don phíobán leath-sorcóireach.Ar fig.Taispeánann 2a, b an meánteocht san imoibreoir do roghanna 1 agus 4, faoi seach.Léiríonn na trí shuíomh roghnaithe comhrianta teocht an leaba ag barr, lár agus bun an imoibreora.Bunaithe ar na comhrianta teochta ag na láithreacha roghnaithe, éiríonn an teocht an meán cobhsaí agus léiríonn sé athrú beag ar líon na n-eilimintí 428,891 agus 430,599 do chásanna 1 agus 4, faoi seach.Dá bhrí sin, roghnaíodh na méideanna eangaí seo le haghaidh ríomhanna breise a dhéanamh.Tugtar faisnéis mhionsonraithe ar an meánteocht leaba don phróiseas ionsúcháin hidrigine do mhéideanna éagsúla cille agus do mhogaill scagtha i ndiaidh a chéile don dá chás sa roinn fhorlíontach.
Meánteocht leaba ag pointí roghnaithe sa phróiseas ionsú hidrigine in imoibreoir hidríde miotail le huimhreacha greille éagsúla.(a) Meánteocht ag láithreacha roghnaithe do chás 1 agus (b) Meánteocht ag láithreacha roghnaithe do chás 4.
Rinneadh tástáil ar an imoibreoir hidríde miotail Mg-bhunaithe sa staidéar seo bunaithe ar thorthaí turgnamhacha Muthukumar et al.53.Ina gcuid staidéir, d'úsáid siad cóimhiotal Mg2Ni chun hidrigin a stóráil i bhfeadáin cruach dhosmálta.Úsáidtear eití copair chun aistriú teasa a fheabhsú laistigh den imoibreoir.Ar fig.Léiríonn 3a comparáid idir meánteocht leaba an phróisis ionsúcháin idir an staidéar turgnamhach agus an staidéar seo.Is iad na coinníollacha oibriúcháin a roghnaíodh don turgnamh seo ná: MG teocht tosaigh 573 K agus brú ionraoin 2 MPa.Ó fig.3a is féidir a thaispeáint go soiléir go bhfuil toradh an turgnaimh seo ag teacht go maith leis an gceann reatha maidir le meánteocht na ciseal.
Fíorú múnla.(a) Fíorú cód an imoibreora hidríde miotail Mg2Ni trí chomparáid a dhéanamh idir an staidéar reatha agus obair thurgnamhach Muthukumar et al.52, agus (b) samhail an tsreafa shuaite feadáin bísigh a fhíorú tríd an staidéar reatha a chur i gcomparáid le staidéar Kumar et al. .Taighde.54.
Chun an tsamhail suaiteachta a thástáil, cuireadh torthaí an staidéir seo i gcomparáid le torthaí turgnamhacha Kumar et al.54 chun cruinneas na samhla suaiteachta roghnaithe a dhearbhú.Rinne Kumar et al.54 staidéar ar shreabhadh suaite i malartóir teasa bíseach feadán-i-píopa.Úsáidtear uisce mar shreabhán te agus fuar a instealladh ón taobh eile.Is iad na teochtaí leachtacha te agus fuar ná 323 K agus 300 K, faoi seach.Tá raon uimhreacha Reynolds ó 3100 go 5700 le haghaidh leachtanna te agus ó 21,000 go 35,000 i gcás leachtanna fuara.Is iad na huimhreacha déan 550-1000 do leachtanna te agus 3600-6000 do leachtanna fuar.Is é 0.0254 m agus 0.0508 m, faoi seach, trastomhais an phíobáin istigh (le haghaidh leacht te) agus an píopa seachtrach (le haghaidh leacht fuar).Tá trastomhas agus tuinairde an choil helical 0.762 m agus 0.100 m, faoi seach.Ar fig.Taispeánann 3b comparáid idir torthaí turgnamhacha agus reatha do phéirí éagsúla d’uimhreacha Nusselt agus Dean don chuisnithe sa fheadán istigh.Cuireadh trí mhúnla suaiteachta éagsúla i bhfeidhm agus cuireadh i gcomparáid iad le torthaí turgnamhacha.Mar a thaispeántar i bhfíor.3b, tá torthaí na samhla suaiteachta k-ε insroichte ag teacht go maith leis na sonraí turgnamhacha.Dá bhrí sin, roghnaíodh an tsamhail seo sa staidéar seo.
Rinneadh insamhaltaí uimhriúla sa staidéar seo trí úsáid a bhaint as ANSYS Fluent 2020 R2.Scríobh Feidhm Shainithe Úsáideora (UDF) agus úsáid í mar théarma ionchuir na cothromóide fuinnimh chun cinéitic an phróisis ionsúcháin a ríomh.Úsáidtear an ciorcad PRESTO55 agus an modh PISO56 le haghaidh cumarsáide brú-treoluas agus ceartú brú.Roghnaigh bonn cille Greene-Gauss don ghrádán athraitheach.Réitítear na cothromóidí móiminteam agus fuinnimh leis an modh suasgaoth dara hordú.Maidir leis na comhéifeachtaí fo-scíthe, socraítear na comhpháirteanna brú, treoluas, agus fuinnimh go 0.5, 0.7, agus 0.7, faoi seach.Cuirtear na feidhmeanna balla caighdeánacha i bhfeidhm ar an HTF sa mhúnla suaiteachta.
Cuirtear i láthair sa chuid seo torthaí insamhaltaí uimhriúla ar aistriú teasa inmheánach feabhsaithe imoibreora MH ag baint úsáide as malartóir teasa corna coiled (HCHE) agus malartóir teasa corna héiliceach (SCHE) le linn ionsú hidrigine.Rinneadh anailís ar éifeacht pitch HTF ar theocht leaba an imoibreora agus ar fhad an ionsú.Déantar staidéar ar phríomhpharaiméadair oibriúcháin an phróisis ionsúcháin agus cuirtear i láthair iad sa rannóg anailíse íogaireachta.
Chun imscrúdú a dhéanamh ar éifeacht spásáil corna ar aistriú teasa in imoibreoir MH, rinneadh imscrúdú ar thrí chumraíocht malartóra teasa le páirceanna éagsúla.Tá na trí pháirceanna éagsúla 15mm, 12.86mm agus 10mm ainmnithe mar chomhlacht 1, comhlacht 2 agus comhlacht 3 faoi seach.Ba chóir a thabhairt faoi deara go socraíodh trastomhas an phíobáin ag 6 mm ag teocht tosaigh 573 K agus brú luchtaithe de 1.8 MPa i ngach cás.Ar fig.Léiríonn 4 an teocht leaba meánach agus tiúchan hidrigine sa chiseal MH le linn an phróisis ionsú hidrigine i gcásanna 1 go 3. De ghnáth, tá an t-imoibriú idir an hidríd miotail agus hidrigin eisiteirmeach don phróiseas ionsú.Dá bhrí sin, ardaíonn teocht an leaba go tapa mar gheall ar an nóiméad tosaigh nuair a chuirtear hidrigin isteach san imoibreoir ar dtús.Méadaíonn an teocht leaba go dtí go sroicheann sé uasluach agus ansin laghdaítear de réir a chéile de réir mar a iompraíonn an teas ag an gcuisnithe, a bhfuil teocht níos ísle aige agus a fheidhmíonn mar chuisnithe.Mar a thaispeántar i bhfíor.4a, mar gheall ar an míniú roimhe seo, ardaíonn teocht an chiseal go tapa agus laghdaítear go leanúnach.Tá an tiúchan hidrigine don phróiseas ionsúcháin bunaithe de ghnáth ar theocht leaba an imoibreora MH.Nuair a thiteann an meánteocht ciseal go teocht áirithe, ionsúnn an dromchla miotail hidrigin.Tá sé seo mar gheall ar an luasghéarú ar na próisis fisorptaithe, chemisorption, idirleathadh hidrigine agus foirmiú a hidrídí san imoibreoir.Ó fig.4b is féidir a fheiceáil go bhfuil an ráta ionsú hidrigine i gcás 3 níos ísle ná i gcásanna eile mar gheall ar luach céim níos lú an malartóra teasa coil.Mar thoradh air seo tá fad píopa iomlán níos faide agus limistéar aistrithe teasa níos mó do phíopaí HTF.Le meántiúchan hidrigine de 90%, is é 46,276 soicind an t-am ionsúcháin do Chás 1.I gcomparáid le fad an ionsú i gcás 1, laghdaíodh fad an ionsú i gcásanna 2 agus 3 faoi 724 s agus 1263 s, faoi seach.Cuireann an chuid fhorlíontach comhrianta teochta agus tiúchana hidrigine i láthair do láithreacha roghnaithe sa chiseal HCHE-MH.
Tionchar an achair idir cornaí ar mheánteocht ciseal agus tiúchan hidrigine.(a) Meánteocht na leapa do cornaí héiliciúla, (b) tiúchan hidrigine le haghaidh cornaí héiliciúla, (c) meánteocht na leapa do cornaí hemi-sorcóireacha, agus (d) tiúchan hidrigine do cornaí hemi-sorcóireacha.
Chun feabhas a chur ar shaintréithe aistrithe teasa an imoibreora MG, ceapadh dhá HFC le haghaidh toirt leanúnach den MG (2000 cm3) agus malartóir teasa bíseach (100 cm3) de Rogha 3. Breithníonn an chuid seo freisin éifeacht an achair idir an cornaí 15 mm do chás 4, 12.86 mm do chás 5 agus 10 mm do chás 6. I bhfíor.Léiríonn 4c,d meánteocht leaba agus tiúchan an phróisis ionsú hidrigine ag teocht tosaigh 573 K agus brú luchtaithe de 1.8 MPa.De réir an mheánteocht ciseal i bhFíor 4c, laghdaíonn an t-achar níos lú idir na cornaí i gcás 6 an teocht go mór i gcomparáid leis an dá chás eile.I gcás 6, bíonn tiúchan hidrigine níos airde mar thoradh ar theocht leaba níos ísle (féach Fíor 4d).Is é 19542 s an t-am glactha hidrigine le haghaidh athraitheach 4, atá níos mó ná 2 uair níos ísle ná mar atá i gCodálacha 1-3 ag baint úsáide as HCH.Ina theannta sin, i gcomparáid le cás 4, laghdaíodh an t-am ionsúcháin freisin faoi 378 s agus 1515 s i gcásanna 5 agus 6 le hachair níos ísle.Cuireann an chuid fhorlíontach comhrianta teochta agus tiúchana hidrigine i láthair do láithreacha roghnaithe sa chiseal SCHE-MH.
Chun staidéar a dhéanamh ar fheidhmíocht dhá chumraíocht malartóra teasa, ceapann agus cuireann an chuid seo cuair teochta i láthair ag trí shuíomh roghnaithe.Roghnaíodh an t-imoibreoir MH le HCHE ó chás 3 chun comparáid a dhéanamh leis an imoibreoir MH ina bhfuil SCHE i gcás 4 toisc go bhfuil toirt MH tairiseach agus toirt píopaí aige.Ba iad na coinníollacha oibriúcháin don chomparáid seo ná teocht tosaigh 573 K agus brú luchtaithe de 1.8 MPa.Ar fig.Taispeánann 5a agus 5b na trí shuíomh roghnaithe go léir de na próifílí teochta i gcásanna 3 agus 4, faoi seach.Ar fig.Taispeánann 5c an próifíl teochta agus an tiúchan ciseal tar éis 20,000 s de ghlacadh hidrigine.De réir líne 1 i bhFíor 5c, laghdaítear an teocht timpeall an TTF ó roghanna 3 agus 4 mar gheall ar aistriú teasa convective an chuisnithe.Mar thoradh air seo tá tiúchan níos airde hidrigine timpeall an limistéir seo.Mar sin féin, tá tiúchan ciseal níos airde mar thoradh ar úsáid dhá SCHE.Fuarthas freagraí cinéiteach níos tapúla timpeall an réigiúin HTF i gcás 4. Ina theannta sin, fuarthas tiúchan uasta de 100% sa réigiún seo freisin.Ó líne 2 atá suite i lár an imoibreora, tá teocht chás 4 i bhfad níos ísle ná teocht chás 3 i ngach áit ach amháin lár an imoibreora.Is é an toradh a bhíonn air sin ná an t-uastiúchan hidrigine do chás 4 ach amháin i gcás an réigiúin atá gar do lár an imoibreora atá ar shiúl ón HTF.Mar sin féin, níor athraigh tiúchan chás 3 mórán.Breathnaíodh difríocht mhór i dteocht agus tiúchan na ciseal i líne 3 in aice leis an mbealach isteach chuig an GTS.Tháinig laghdú suntasach ar theocht na ciseal i gcás 4, rud a d'eascair an tiúchan hidrigine is airde sa réigiún seo, agus bhí an líne tiúchana i gcás 3 fós ag luaineacht.Tá sé seo mar gheall ar luasghéarú aistrithe teasa SCHE.Soláthraítear sonraí agus plé ar chomparáid teocht mheán na ciseal MH agus an phíobáin HTF idir cás 3 agus cás 4 sa chuid forlíontach.
Próifíl teochta agus tiúchan leaba ag láithreacha roghnaithe san imoibreoir hidríde miotail.(a) Suímh roghnaithe do chás 3, (b) Suímh roghnaithe do chás 4, agus (c) Próifíl teochta agus tiúchan ciseal ag suíomhanna roghnaithe tar éis 20,000 s don phróiseas glactha hidrigine i gcásanna 3 agus 4.
Ar fig.Taispeánann Figiúr 6 comparáid idir an meánteocht leaba (féach Fíor. 6a) agus an tiúchan hidrigine (féach Fíor 6b) maidir le hionsú HCH agus SHE.Is féidir a fheiceáil ón bhfigiúr seo go laghdaíonn teocht an chiseal MG go suntasach mar gheall ar mhéadú ar an limistéar malartaithe teasa.Má bhaintear níos mó teasa ón imoibreoir bíonn ráta glactha hidrigine níos airde.Cé go bhfuil na méideanna céanna ag an dá chumraíocht malartóra teasa i gcomparáid le húsáid HCHE mar Rogha 3, laghdaíodh go suntasach am glactha hidrigine SCHE bunaithe ar Rogha 4 59%.Le haghaidh anailíse níos mionsonraithe, taispeántar na tiúchain hidrigine don dá chumraíocht malartóra teasa mar aonilín i bhFíor 7. Léiríonn an figiúr seo sa dá chás go dtosaíonn an hidrigin a ionsú ó thíos timpeall an inlet HTF.Fuarthas tiúchan níos airde sa réigiún HTF, agus breathnaíodh tiúchan níos ísle i lár an imoibreora MH mar gheall ar a fhad ón malartóir teasa.Tar éis 10,000 s, tá an tiúchan hidrigine i gcás 4 i bhfad níos airde ná i gcás 3. Tar éis 20,000 soicind, tá an tiúchan meán hidrigine san imoibreoir ardaithe go 90% i gcás 4 i gcomparáid le 50% hidrigin i gcás 3. D'fhéadfadh sé seo a bheith dlite chun cumas fuaraithe éifeachtach níos airde dhá SCHE a chomhcheangal, rud a fhágann go mbeidh teocht níos ísle taobh istigh den chiseal MH.Dá bhrí sin, titeann brú níos cothromaíochta laistigh den chiseal MG, rud a fhágann go n-ionsú hidrigin níos gasta.
Cás 3 agus Cás 4 Comparáid idir meánteocht leaba agus tiúchan hidrigine idir dhá chumraíocht malartóra teasa.
Comparáid idir an tiúchan hidrigine tar éis 500, 2000, 5000, 10000 agus 20000 s tar éis thús an phróisis ionsú hidrigine i gcás 3 agus cás 4.
Tá achoimre i dTábla 5 ar achar glactha hidrigine do gach cás.Ina theannta sin, taispeánann an tábla freisin am ionsú na hidrigine, arna shloinneadh mar chéatadán.Ríomhtar an céatadán seo bunaithe ar am ionsú Chás 1. Ón tábla seo, tá am ionsúcháin an imoibreora MH ag baint úsáide as HCHE thart ar 45,000 go 46,000 s, agus tá an t-am ionsúcháin lena n-áirítear SCHE thart ar 18,000 go 19,000 s.I gcomparáid le Cás 1, níor laghdaíodh an t-am ionsú i gCás 2 agus i gCás 3 ach 1.6% agus 2.7%, faoi seach.Agus SCHE á úsáid in ionad HCHE, laghdaíodh go mór an t-am ionsú ó chás 4 go cás 6, ó 58% go 61%.Tá sé soiléir go bhfeabhsaítear go mór an próiseas ionsú hidrigine agus feidhmíocht an imoibreora MH trí SCHE a chur leis an imoibreoir MH.Cé go laghdaíonn suiteáil malartóra teasa taobh istigh den imoibreoir MH an cumas stórála, soláthraíonn an teicneolaíocht seo feabhas suntasach ar aistriú teasa i gcomparáid le teicneolaíochtaí eile.Chomh maith leis sin, má laghdaítear luach na páirce méadófar méid an SCHE, rud a fhágann go laghdófar toirt an MH.I gcás 6 leis an méid SCHE is airde, níor laghdaíodh an cumas toirtmhéadrach MH ach 5% i gcomparáid le cás 1 leis an toirt HCHE is ísle.Ina theannta sin, le linn an ionsú, léirigh cás 6 feidhmíocht níos tapúla agus níos fearr le laghdú 61% ar an am ionsú.Mar sin roghnaíodh cás 6 le haghaidh tuilleadh imscrúdaithe san anailís íogaireachta.Ba chóir a thabhairt faoi deara go mbaineann an t-am glactha hidrigine fada le umar stórála a bhfuil toirt MH de thart ar 2000 cm3 ann.
Is fachtóirí tábhachtacha iad na paraiméadair oibriúcháin le linn an imoibrithe a théann i bhfeidhm go dearfach nó go diúltach ar fheidhmíocht an imoibreora MH faoi fhíorchoinníollacha.Breithníonn an staidéar seo anailís íogaireachta chun na paraiméadair oibriúcháin tosaigh chuí a chinneadh d’imoibreoir MH i gcomhar le SCHE, agus déanann an t-alt seo imscrúdú ar na ceithre phríomh-pharaiméadair oibriúcháin bunaithe ar chumraíocht an imoibreora is fearr i gcás 6. Taispeántar na torthaí do na coinníollacha oibriúcháin go léir i Fíor 8.
Graf de thiúchan hidrigine faoi choinníollacha oibriúcháin éagsúla nuair a úsáidtear malartóir teasa le corna leath-sorcóireach.(a) brú luchtaithe, (b) teocht an leaba tosaigh, (c) uimhir an chuisnithe Reynolds, agus (d) teocht ionraoin an chuisnithe.
Bunaithe ar theocht tosaigh leanúnach de 573 K agus ráta sreabhadh chuisnithe le líon Reynolds de 14,000, roghnaíodh ceithre bhrú luchtaithe éagsúla: 1.2 MPa, 1.8 MPa, 2.4 MPa, agus 3.0 MPa.Ar fig.Léiríonn 8a éifeacht brú luchtaithe agus SCHE ar thiúchan hidrigine le himeacht ama.Laghdaíonn an t-am ionsú le brú luchtaithe méadaithe.Is é úsáid brú hidrigine feidhmeach de 1.2 MPa an cás is measa don phróiseas ionsú hidrigine, agus tá an fad ionsú níos mó ná 26,000 s chun ionsú hidrigine 90% a bhaint amach.Mar sin féin, mar thoradh ar an mbrú luchtaithe níos airde tháinig laghdú 32-42% ar an am ionsú ó 1.8 go 3.0 MPa.Tá sé seo mar gheall ar bhrú tosaigh níos airde hidrigine, rud a fhágann go bhfuil difríocht níos mó idir an brú cothromaíochta agus an brú a chuirtear i bhfeidhm.Dá bhrí sin, cruthaíonn sé seo fórsa tiomána mór do na cinéitic iontógáil hidrigine.Ag an nóiméad tosaigh, tá gás hidrigine á ionsú go tapa mar gheall ar an difríocht mhór idir an brú cothromaíochta agus an brú feidhmithe57.Ag brú luchtaithe de 3.0 MPa, carnadh 18% hidrigin go tapa le linn na chéad 10 soicind.Stóráladh hidrigin i 90% de na himoibreoirí ag an gcéim dheireanach ar feadh 15460 s.Mar sin féin, ag brú luchtaithe de 1.2 go 1.8 MPa, laghdaíodh an t-am ionsú go suntasach 32%.Bhí tionchar níos lú ag brúnna níos airde eile ar amanna ionsúcháin a fheabhsú.Dá bhrí sin, moltar brú luchtaithe an imoibreora MH-SCHE a bheith 1.8 MPa.Taispeánann an chuid forlíontach na comhrianta tiúchana hidrigine do bhrúnna lódála éagsúla ag 15500 s.
Tá rogha teocht tosaigh cuí an imoibreora MH ar cheann de na príomhfhachtóirí a dhéanann difear don phróiseas asaithe hidrigine, toisc go mbíonn tionchar aige ar fhórsa tiomána an imoibrithe foirmithe hidríde.Chun staidéar a dhéanamh ar éifeacht SCHE ar theocht tosaigh an imoibreora MH, roghnaíodh ceithre theocht dhifriúla ag brú luchtaithe leanúnach de 1.8 MPa agus líon Reynolds de 14,000 HTF.Ar fig.Léiríonn Fíor 8b comparáid idir teochtaí tosaigh éagsúla, lena n-áirítear 473K, 523K, 573K, agus 623K.Go deimhin, nuair a bhíonn an teocht níos airde ná 230 ° C nó 503K58, tá tréithe éifeachtacha ag an gcóimhiotal Mg2Ni don phróiseas ionsú hidrigine.Mar sin féin, ag an nóiméad tosaigh ar instealladh hidrigine, ardaíonn an teocht go tapa.Dá bhrí sin, beidh teocht an chiseal MG níos mó ná 523 K. Dá bhrí sin, éascaítear foirmiú hidrídí mar gheall ar an ráta ionsú méadaithe53.Ó fig.Is féidir a fheiceáil ó Fíor 8b go ndéantar hidrigin a ionsú níos tapúla de réir mar a thagann laghdú ar theocht tosaigh na ciseal MB.Tarlaíonn brúnna cothromaíochta níos ísle nuair a bhíonn an teocht tosaigh níos ísle.Is mó an difríocht brú idir an brú cothromaíochta agus an brú a chuirtear i bhfeidhm, is amhlaidh is tapúla an próiseas ionsú hidrigine.Ag teocht tosaigh 473 K, déantar hidrigin a ionsú go tapa suas le 27% le linn na chéad 18 soicind.Ina theannta sin, laghdaíodh an t-am ionsú freisin ó 11% go 24% ag teocht tosaigh níos ísle i gcomparáid leis an teocht tosaigh de 623 K. Is é 15247 s an t-am ionsú ag an teocht tosaigh is ísle de 473 K, atá cosúil leis an gceann is fearr. brú cás-lódála, áfach, tá laghdú ar an toilleadh stórála hidrigine mar thoradh ar an laghdú ar theocht tosaigh imoibreora teochta.Caithfidh teocht tosaigh an imoibreora MN a bheith 503 K53 ar a laghad.Ina theannta sin, ag teocht tosaigh 573 K53, is féidir acmhainn stórála hidrigine uasta de 3.6 wt% a bhaint amach.I dtéarmaí toilleadh stórála hidrigine agus fad an ionsúcháin, ní ghiorrú ach 6% ar an am ag teochtaí idir 523 agus 573 K.Mar sin, moltar teocht 573 K mar theocht tosaigh an imoibreora MH-SCHE.Mar sin féin, ní raibh éifeacht an teocht tosaigh ar an bpróiseas ionsú chomh suntasach i gcomparáid leis an mbrú luchtaithe.Taispeánann an chuid forlíontach comhrianta an tiúchan hidrigine le haghaidh teochtaí tosaigh éagsúla ag 15500 s.
Tá an ráta sreafa ar cheann de na príomh-pharaiméadair hidriginithe agus díhidrigine toisc go bhféadfadh sé cur isteach ar shuiteadh agus ar bhaint teasa nó ar ionchur teasa le linn hidriginithe agus díhidriginithe59.Cruthóidh rátaí sreafa arda céimeanna suaite agus beidh sreabhadh sreabhach níos tapúla mar thoradh orthu tríd an bhfeadánra HTF.Beidh aistriú teasa níos tapúla mar thoradh ar an imoibriú seo.Ríomhtar treoluasanna éagsúla iontrála do HTF bunaithe ar uimhreacha Reynolds de 10,000, 14,000, 18,000, agus 22,000.Socraíodh teocht tosaigh an chiseal MG ag 573 K agus an brú luchtaithe ag 1.8 MPa.Na torthaí i bhfíor.8c a léiriú go mbíonn ráta glactha níos airde ag baint úsáide as uimhir Reynolds níos airde i gcomhar le SCHE.De réir mar a mhéadaíonn líon Reynolds ó 10,000 go 22,000, laghdaítear an t-am ionsú thart ar 28-50%.Is é 12,505 soicind an t-am ionsú ag líon Reynolds de 22,000, atá níos lú ná ag teochtaí agus brúnna luchtaithe tosaigh éagsúla.Tá comhrianta tiúchana hidrigine d'uimhreacha éagsúla Reynolds do GTP ag 12500 s léirithe sa rannán forlíontach.
Déantar éifeacht SCHE ar theocht tosaigh an HTF a anailísiú agus a thaispeáint i bhFíor 8d.Ag teocht MG tosaigh de 573 K agus brú luchtaithe hidrigine de 1.8 MPa, roghnaíodh ceithre theocht tosaigh don anailís seo: 373 K, 473 K, 523 K, agus 573 K. Léiríonn 8d go bhfuil laghdú ar theocht an chuisnithe. ag an inlet mar thoradh ar laghdú ar an am ionsú.I gcomparáid leis an gcás bonn le teocht inlet de 573 K, laghdaíodh an t-am ionsú thart ar 20%, 44% agus 56% le haghaidh teocht inlet de 523 K, 473 K agus 373 K, faoi seach.Ag 6917 s, is é 373 K teocht tosaigh an GTF, is é 90% an tiúchan hidrigine san imoibreoir.Is féidir é seo a mhíniú trí aistriú teasa convective feabhsaithe idir an ciseal MG agus an HCS.Méadóidh teochtaí HTF níos ísle an diomailt teasa agus beidh sé mar thoradh ar iontógáil méadaithe hidrigine.I measc na bparaiméadar oibriúcháin go léir, ba é an modh is oiriúnaí ná feabhas a chur ar fheidhmíocht imoibreora MH-SCHE trí theocht inlet HTF a mhéadú, ós rud é go raibh am deiridh an phróisis ionsúcháin níos lú ná 7000 s, agus bhí an t-am ionsú is giorra de mhodhanna eile níos mó. ná 10000 s.Cuirtear comhrianta tiúchana hidrigine i láthair le haghaidh teochtaí tosaigh éagsúla GTP ar feadh 7000 s.
Cuireann an staidéar seo i láthair don chéad uair malartóir teasa corna leath-sorcóireach nua atá comhtháite in aonad stórála hidríde miotail.Rinneadh imscrúdú ar chumas an chórais atá beartaithe chun hidrigin a ionsú le cumraíochtaí éagsúla an malartóra teasa.Rinneadh imscrúdú ar thionchar na bparaiméadar oibriúcháin ar an malartú teasa idir an ciseal hidríde miotail agus an chuisnithe chun na coinníollacha is fearr a aimsiú chun hidrídí miotail a stóráil ag baint úsáide as malartóir teasa nua.Seo a leanas achoimre ar phríomhthorthaí an staidéir seo:
Le malartóir teasa coil leath-sorcóireach, feabhsaítear an fheidhmíocht aistrithe teasa toisc go bhfuil dáileadh teasa níos comhionann aige san imoibreoir ciseal maignéisiam, rud a fhágann go bhfuil ráta ionsú hidrigine níos fearr.Ar choinníoll go bhfanann méid an fheadáin malartaithe teasa agus hidríde miotail gan athrú, laghdaítear an t-am imoibrithe ionsúcháin go suntasach 59% i gcomparáid le malartóir teasa coiled traidisiúnta.
Am postála: Jan-15-2023