1. 本选题研究的目的及意义
氢能作为一种清洁、高效、可持续的二次能源,在未来能源结构转型中扮演着至关重要的角色。
安全高效的储氢技术是氢能利用的关键环节,其中高压储氢因其结构简单、成本低廉、充放氢速度快等优点,成为目前最主要的车载储氢方式。
然而,高压储氢罐在快充过程中面临着严重的传热问题。
2. 本选题国内外研究状况综述
高压储氢罐快充过程的传热问题是一个复杂的课题,涉及到流体力学、传热学、材料科学等多个学科领域。
近年来,国内外学者在该领域开展了大量的研究工作,取得了一定的成果。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将针对高压储氢罐快充过程中的传热问题,开展以下几个方面的研究:
1.高压储氢罐快充传热机理分析:分析快充过程中氢气流动状态、热量传递途径,以及影响传热效率的关键因素,例如充氢速率、初始温度、罐体材料和结构等。
2.高压储氢罐快充传热模型建立:基于传热学和流体力学的基本原理,建立高压储氢罐快充过程的传热模型。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。
首先,通过查阅国内外相关文献,对高压储氢罐快充过程的传热机理、传热模型、实验研究等方面进行系统性的梳理和分析,为本研究提供理论基础。
其次,基于传热学和流体力学的基本原理,建立高压储氢罐快充过程的传热模型。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.建立更完善的高压储氢罐快充传热模型:本研究将在现有研究的基础上,建立更完善的传热模型,将考虑更多影响因素,例如氢气压缩、对流换热、辐射换热等,以提高模型的精度和适用范围。
2.开展更系统的实验研究:本研究将设计更合理的实验方案,搭建更完善的实验平台,进行更系统的实验研究,以获取更准确、更全面的实验数据,为模型验证和优化提供更可靠的依据。
3.提出更优化的储氢罐结构设计方案:基于模型预测结果和实验数据分析,本研究将提出更优化的储氢罐结构设计方案,例如优化罐体结构、材料,以提高传热效率,降低罐内温度,提高储氢安全性和效率。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 鲁雪艳, 潘牧. 车载高压储氢容器传热特性研究进展[J]. 机械工程学报, 2022, 58(10): 1-17.
2. 张强, 刘建忠, 张存满, 等. 70 MPa压缩氢气充放气过程温度场及热应力分析[J]. 机械工程学报, 2021, 57(12): 139-147.
3. 马涛, 冯雅薇, 孟庆贺, 等. 基于FLUENT的35 MPa氢气瓶组瞬态传热特性数值模拟[J]. 机械工程学报, 2020, 56(14): 175-183.
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