【技术实现步骤摘要】
一种氢气循环疲劳测试系统中氢气储罐容积计算方法
本专利技术属于氢气循环疲劳测试系统领域,具体是涉及一种氢气循环疲劳测试系统中氢气储罐容积计算方法。
技术介绍
氢气气瓶使用前需要经过氢气循环疲劳试验,以确保其投入使用时的安全性。现有氢气循环疲劳测试系统包括高压储罐、低压储罐以及被测气瓶,所述高压储罐、低压储罐以及被测气瓶之间通过管路连接。所述气循环疲劳测试系统中氢气循环过程为:(1)由高压储罐向被测气瓶充气,充气流量为fi,直至被测气瓶压力达到预定值Pth;(2)将被测气瓶中氢气放至低压储罐,放气流量为fo,直至被测气瓶压力低于预定值Ptl;(3)通过压缩机将低压储罐中氢气压至高压储罐,直至高压储罐压力达到预定值,压缩机流量为fc。但是如何在确保上述试验正常进行的情况下,以测试系统使用氢气量最少为目标的氢气储罐容积计算方法,现有技术中还没有相关报道。
技术实现思路
为了解决上述技术问题,本专利技术提供一种氢气循环疲劳测试系统中氢气储罐容积计算方法。为了实现本专利技术的目的,本专利技术采用了以下技术方案:一种氢气循环疲劳测试系统中氢气储罐容积计算方法,包括高压储罐容积的计算以及低压储罐容积的计算:所述高压储罐容积的计算过程如下:确定高压储罐的初始压力为P10、温度为T10,待测气瓶初始压力为P20、温度为T20;待测气瓶容积为V2,充气结束时的气体压力为P2;最大充气流量≥WG(max);假设高压储罐气体容积为V1,充气结束时的气体压力为P1,温度为T1;充气结束时待测气瓶的气体温度为T2;充气过程中高压储罐气体经过换热器将待测气瓶的入口温度控制为T00;根据充气 ...
【技术保护点】
1.一种氢气循环疲劳测试系统中氢气储罐容积计算方法,其特征在于:包括高压储罐容积的计算以及低压储罐容积的计算:所述高压储罐容积的计算过程如下:确定高压储罐的初始压力为P10、温度为T10,待测气瓶初始压力为P20、温度为T20;待测气瓶容积为V2,充气结束时的气体压力为P2;最大充气流量≥WG(max);假设高压储罐气体容积为V1,充气结束时的气体压力为P1,温度为T1;充气结束时待测气瓶的气体温度为T2;充气过程中高压储罐气体经过换热器将待测气瓶的入口温度控制为T00;根据充气过程质量守恒得到:m10+m20=m1+m2 (1)式(1)中m10为高压储罐在初始时刻气体的质量,m20为待测气瓶在初始时刻气体的质量,m1为高压储罐在充气结束时气体的质量,m2为待测气瓶在充气结束时气体的质量;将公式(1)根据气体状态方程换算得到:
【技术特征摘要】
1.一种氢气循环疲劳测试系统中氢气储罐容积计算方法,其特征在于:包括高压储罐容积的计算以及低压储罐容积的计算:所述高压储罐容积的计算过程如下:确定高压储罐的初始压力为P10、温度为T10,待测气瓶初始压力为P20、温度为T20;待测气瓶容积为V2,充气结束时的气体压力为P2;最大充气流量≥WG(max);假设高压储罐气体容积为V1,充气结束时的气体压力为P1,温度为T1;充气结束时待测气瓶的气体温度为T2;充气过程中高压储罐气体经过换热器将待测气瓶的入口温度控制为T00;根据充气过程质量守恒得到:m10+m20=m1+m2(1)式(1)中m10为高压储罐在初始时刻气体的质量,m20为待测气瓶在初始时刻气体的质量,m1为高压储罐在充气结束时气体的质量,m2为待测气瓶在充气结束时气体的质量;将公式(1)根据气体状态方程换算得到:式(2)中Z1、Z2、Z10、Z20为真实气体的压缩因子,Z1=1+αP1/T1、Z2=1+αP2/T2、Z10=1+αP10/T10、Z20=1+αP20/T20,α=1.8922×10-6;R为氢气气体常数;高压储罐放气结束时的温度T1按绝热膨胀关系式有:式(3)中k为绝热指数,对于氢气取值为1.4;被测气瓶绝热充气结束后的温度T2可由下式计算:依据标准HG/26570.7-95《管道压力计算》得到:式(5)中,ΔP为充气管道系统总压力降,ΔPf为充气管道摩擦压力降,g为重力加速度,λ为摩擦系数,L为充气管道长度,WG为气体质量流量,d为充气管道内直径,ρm为气体平均密度;其中ΔP=P1-P2(6)且式(7)中,ρ1、ρ2分别为充气管道上、下游气体密度,所述ρ1、ρ2可由式(8)分别求得,即:联立式(5)、(6)、(7)、(8)得到函数ΔP=f(WG);联立式(2)、(3)、(4)、(6)得到函数ΔP=f(V1);根据所述最大充气流量等于WG(max)以及函数ΔP=f(WG)计算得到对应的ΔP值,再根据所述ΔP值以及函数ΔP=f(V1)计算得到对应的高压储罐容积V1;所述低压储罐容积的计算过程如下:确定被测气瓶放气开始时的压力为P2、容积为V2、温度为T2,对应低压储罐的压力为P3、温度为T3;确定放气流量为fo,压缩机流量为fc,假设在放气t1时间后,启动压缩机,...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘孝亮,陈学东,范志超,徐鹏,江慧丰,许明,郭晓璐,
申请(专利权)人:合肥通用机械研究院,合肥通用机械研究院特种设备检验站,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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