Étude numérique des effets de la géométrie et la variation du débit sur la température des parois d’un réservoir d’hydrogène pressurisé pendant le processus de remplissage

Abstract

Un taux de ravitaillement élevé entraîne une augmentation de la température à l’intérieur du réservoir. Les températures excessives doivent être évitées pendant le remplissage. Dans ce travail, nous avons étudié des méthodes efficaces pour contrôler l’élévation de température par des simulations basées sur la (CFD). Des cylindres avec différents rapports longueur/diamètre et différents diamètres d’entrée ont été simulés. Nous avons constaté que des ratios plus petits de longueur par rapport au diamètre peuvent améliorer le contrôle et la distribution de la température. Un diamètre d'entrée plus grand peut restreindre l’augmentation de la température. En comparant les résultats de simulation avec des valeurs constantes, croissantes et décroissantes du débit massique, le ravitaillement avec débit croissant obtient la plus basse hausse de température. Mots clés : 1. Hydrogène 2. Simulation numérique 3. Hausse de température 4. Remplissage des réservoirs 5. Réservoir de gaz sous pression Summary : A high fueling rate causes the temperature inside the tank to increase. Excessive temperatures should be avoided during filling. In this work, we studied effective methods to control temperature rise through CFD-based simulations. Cylinders with different length/diameter ratios and different inlet diameters were simulated. We have found that smaller ratios of length to diameter can improve temperature control and distribution. A larger inlet diameter may restrict the temperature rise. Comparing the simulation results with constant, increasing and decreasing values of mass flow, the fueling with increasing flow achieves the lowest temperature rise. Keywords : 1. Hydrogen 2. Digital simulation 3. Temperature rise 4. Filling the tanks 5. Pressurized gas tank ملخص: يؤدي معدل التزود بالوقود المرتفع إلى زيادة درجة الحرارة داخل الخزان. يجب تجنب درجات الحرارة الزائدة أثناء التعبئة. في هذا العمل، قمنا بدراسة الطرق الفعالة للتحكم في ارتفاع درجة الحرارة من خالل عمليات المحاكاة المعتمدة viii على عقود الفروقات. تمت محاكاة األسطوانات ذات نسب الطول/القطر المختلفة وأقطار المدخل المختلفة. لقد وجدنا أن النسب األصغر من الطول إلى القطر يمكن أن تحسن التحكم في درجة الحرارة والتوزيع. قد يؤدي قطر المدخل األكبر إلى تقييد ارتفاع درجة الحرارة. وبمقارنة نتائج المحاكاة مع قيم التدفق الكتلي الثابتة والمتزايدة والمتناقصة، فإن التزود بالوقود .مع التدفق المتزايد يحقق أقل ارتفاع في درجة الحرارة الكلمات الدالة 1 .الهيدروجين 2.المحاكاة الرقمية 3.ارتفاع درجة الحرارة 4 .تعبئة الخزانات 5 .خزان الغاز المضغوط