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深冷高压储氢气瓶复合材料层低温力学性能分析与优化
被引量：
2
1
作者
张加俏
赵晓航
+3 位作者
王朝
何春辉
严岩
倪中华
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期21-29,共9页
为提高深冷、高压双重极端工况作用下复合材料层的低温力学性能,根据层合板理论构建了深冷高压储氢气瓶复合材料层力学分析模型.通过计算热力耦合作用下多层缠绕结构的各向应力,研究横向弹性模量和纤维缠绕角度对复合材料层低温力学性...
为提高深冷、高压双重极端工况作用下复合材料层的低温力学性能,根据层合板理论构建了深冷高压储氢气瓶复合材料层力学分析模型.通过计算热力耦合作用下多层缠绕结构的各向应力,研究横向弹性模量和纤维缠绕角度对复合材料层低温力学性能的影响.以容积140 L、压力35 MPa的气瓶为研究对象,结果表明,当横向弹性模量由14 GPa降低到5 GPa,复合材料横向应力减小68.37%,降低了基体受力失效风险;在0~50°范围内,复合材料横向应力随着螺旋缠绕角度的增加而减小,螺旋缠绕层可承载环向应力由68.18 MPa提高到424.13 MPa.横向弹性模量的降低和螺旋缠绕角度的增加使得各缠绕层的Tsai-Wu失效准则系数下降,有利于提高复合材料层的低温力学性能,减少碳纤维缠绕层数.
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关键词
深冷高压储氢
复合材料
碳纤维
低温力学
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职称材料
液氮、液氢加注系统数值仿真与试验研究
被引量：
7
2
作者
王朝
邹宏伟
+1 位作者
陈甲楠
杜海滨
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期460-465,共6页
以低温液氮加注系统为研究对象,通过FLUENT仿真与试验研究,结果表明:数值仿真与试验结果吻合良好,小流量预冷液氮温度升高约5 K,一定过冷度与低漏热率对单相加注具有重要作用。以低温储液瓶为研究对象,对“加注过程”进行仿真与试验,结...
以低温液氮加注系统为研究对象,通过FLUENT仿真与试验研究,结果表明:数值仿真与试验结果吻合良好,小流量预冷液氮温度升高约5 K,一定过冷度与低漏热率对单相加注具有重要作用。以低温储液瓶为研究对象,对“加注过程”进行仿真与试验,结果表明:加注初期液位高度低于临界液位,加注对整个流场扰动较大,加剧了储液瓶内部对流换热,液相区有气泡形成,部分气相二次液化,瓶内暂无温度分层;加注中后期,气液交界面趋于稳定,液相区无明显气泡,气相区无明显二次液化且温度逐渐形成分层;数值仿真与试验的液氮蒸发率分别约为1.7%和1.5%,具有较好一致性。基于液氮分析经验,对液氢“加注过程”进行仿真预测,结果表明:液氮、液氢加注过程储液瓶内部液相率与温度具有相似变化规律,液氮加注分析对液氢加注具有一定参考意义。
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关键词
氢能
液氮加注
蒸发率
计算流体力学
液氢
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职称材料
题名
深冷高压储氢气瓶复合材料层低温力学性能分析与优化
被引量：
2
1
作者
张加俏
赵晓航
王朝
何春辉
严岩
倪中华
机构
东南大学机械工程学院
江苏国富氢能技术装备股份有限公司
出处
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期21-29,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51905093)
江苏省研究生科研与实践创新计划资助项目(KYCX22_0199)
江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资助项目(BE2022001-2)。
文摘
为提高深冷、高压双重极端工况作用下复合材料层的低温力学性能,根据层合板理论构建了深冷高压储氢气瓶复合材料层力学分析模型.通过计算热力耦合作用下多层缠绕结构的各向应力,研究横向弹性模量和纤维缠绕角度对复合材料层低温力学性能的影响.以容积140 L、压力35 MPa的气瓶为研究对象,结果表明,当横向弹性模量由14 GPa降低到5 GPa,复合材料横向应力减小68.37%,降低了基体受力失效风险;在0~50°范围内,复合材料横向应力随着螺旋缠绕角度的增加而减小,螺旋缠绕层可承载环向应力由68.18 MPa提高到424.13 MPa.横向弹性模量的降低和螺旋缠绕角度的增加使得各缠绕层的Tsai-Wu失效准则系数下降,有利于提高复合材料层的低温力学性能,减少碳纤维缠绕层数.
关键词
深冷高压储氢
复合材料
碳纤维
低温力学
Keywords
cryo-compressed hydrogen(CcH2)storage
composites
carbon fiber
cryogenic mechanics
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
液氮、液氢加注系统数值仿真与试验研究
被引量：
7
2
作者
王朝
邹宏伟
陈甲楠
杜海滨
机构
江苏国富氢能技术装备股份有限公司
张家港氢云新能源研究院
有限公司
出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期460-465,共6页
基金
国家重点研发计划(2019YFB1504900)。
文摘
以低温液氮加注系统为研究对象,通过FLUENT仿真与试验研究,结果表明:数值仿真与试验结果吻合良好,小流量预冷液氮温度升高约5 K,一定过冷度与低漏热率对单相加注具有重要作用。以低温储液瓶为研究对象,对“加注过程”进行仿真与试验,结果表明:加注初期液位高度低于临界液位,加注对整个流场扰动较大,加剧了储液瓶内部对流换热,液相区有气泡形成,部分气相二次液化,瓶内暂无温度分层;加注中后期,气液交界面趋于稳定,液相区无明显气泡,气相区无明显二次液化且温度逐渐形成分层;数值仿真与试验的液氮蒸发率分别约为1.7%和1.5%,具有较好一致性。基于液氮分析经验,对液氢“加注过程”进行仿真预测,结果表明:液氮、液氢加注过程储液瓶内部液相率与温度具有相似变化规律,液氮加注分析对液氢加注具有一定参考意义。
关键词
氢能
液氮加注
蒸发率
计算流体力学
液氢
Keywords
hydrogen energy
liquid nitrogen filling
evaporation
computational fluid dynamic
liquid hydrogen
分类号
U473.8 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
深冷高压储氢气瓶复合材料层低温力学性能分析与优化
张加俏
赵晓航
王朝
何春辉
严岩
倪中华
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
液氮、液氢加注系统数值仿真与试验研究
王朝
邹宏伟
陈甲楠
杜海滨
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
7
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职称材料
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