碳纤维全缠绕储氢气瓶内热力学参数变化规律的研究

为研究充装完成后的碳纤维全缠绕储氢气瓶内热力学参数随时间的变化规律,以氢气为工质,选取了3种常用规格的车用储氢气瓶(27 L、52 L和135 L)进行传热计算。对于气瓶内的氢气采用饱和均质模型;对于气瓶中的各隔层采用多层稳态热传导的结构模型。根据饱和状态下的热平衡条件以及热力学关系,计算得到了气瓶内氢气温度、压力以及气瓶碳纤维缠绕层温度随时间的变化规律。计算结果表明:气瓶容积越大,充装完成时刻的氢气温度以及碳纤维缠绕层温度越高;静置过程中氢气温度以及碳纤维缠绕层温度均呈同趋势缓慢下降,且气瓶容积越大,下降的幅度越小,碳纤维缠绕层温度变化小于氢气温度变化。氢气压力在充装完成时刻均为70 MPa,气瓶容积越大,静置过程中氢气压力下降速度越小。