本文關(guān)鍵詞：基于流量計(jì)法的燃料電池汽車氫氣消耗量檢測方法研究

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【摘要】：燃料電池汽車已成為解決全球環(huán)境與能源問題的理想方案之一,氫氣消耗量的準(zhǔn)確測量成為其研究、開發(fā)和示范運(yùn)行迫切需要解決的問題。目前氫氣消耗量檢測的主要方法有質(zhì)量法、溫度壓力法和流量計(jì)法。流量計(jì)法與質(zhì)量法和溫度壓力法相比,能進(jìn)行瞬態(tài)氫氣消耗量的測量,而且可由試驗(yàn)臺的應(yīng)用擴(kuò)展到實(shí)際燃料電池車的氫氣消耗量檢測中。因此,流量計(jì)法的研究具有更大的實(shí)用價(jià)值,但是現(xiàn)有的研究表明,流量計(jì)法在瞬態(tài)測量和車用條件下誤差較大。 課題調(diào)研和分析氫氣消耗量檢測流量計(jì)法發(fā)展現(xiàn)狀,利用ANSYS-CFD平臺對科氏流量計(jì)進(jìn)行建模及仿真分析,得出不同介質(zhì)對科氏流量計(jì)測量精度的影響。通過對各種流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的對比,確定了用音速噴嘴裝置對質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定以提高其測量精度的方法。根據(jù)燃料電池汽車氫氣消耗量檢測流量計(jì)法的實(shí)際測試需求,確定了標(biāo)定的氫氣流量范圍以及音速噴嘴裝置的形式。 針對現(xiàn)有的音速噴嘴氫氣流量計(jì)標(biāo)定裝置,分析測控系統(tǒng)需要的功能,完成硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和硬件的集成及調(diào)試,基于Labview集成環(huán)境開發(fā)音速噴嘴氫氣流量計(jì)標(biāo)定裝置測控系統(tǒng)軟件,并完成軟硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。 其次,確定音速噴嘴氫氣流量計(jì)標(biāo)定裝置在實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)學(xué)計(jì)算模型,利用氫氣的真實(shí)氣體顯式亥姆霍茲能量方程,用非線性二元牛頓迭代法計(jì)算得出氫氣的實(shí)際氣體臨界流函數(shù)。對裝置不確定度進(jìn)行分析,根據(jù)試驗(yàn)需求分析對裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,用質(zhì)量法對裝置不確定度進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。對影響裝置流量穩(wěn)定性的因素進(jìn)行分析,針對氣源壓力的影響,設(shè)計(jì)氣瓶組排架,根據(jù)流量穩(wěn)定性評估方法,進(jìn)行流量穩(wěn)定性試驗(yàn)。根據(jù)音速噴嘴標(biāo)定質(zhì)量流量計(jì)的標(biāo)定原理,提出分段線性插值的標(biāo)定方法。 最后,本文根據(jù)試驗(yàn)需求,確定了具體的試驗(yàn)流程,完成了試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作。對試驗(yàn)過程中,兩種質(zhì)量流量計(jì)測量誤差的來源進(jìn)行理論分析和試驗(yàn)研究。在氮?dú)饧皻錃猸h(huán)境下,分別對熱式流量計(jì)和氫氣流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn),并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。此外,用熱式控制器模擬實(shí)際工況,進(jìn)行氮?dú)夥艢庠囼?yàn),對科氏流量計(jì)和熱式流量計(jì)的動(dòng)態(tài)測量精度進(jìn)行驗(yàn)證,確定標(biāo)定后科氏流量計(jì)和熱式流量計(jì)的動(dòng)態(tài)測量精度,為燃料電池汽車氫氣消耗量檢測流量計(jì)法提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：氫氣消耗量檢測 流量計(jì)法 音速噴嘴 標(biāo)定
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.722;TH814
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 目錄8-11
• 1 引言11-19
• 1.1 課題背景11-17
• 1.1.1 燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 燃料電池汽車氫氣消耗量檢測方法研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2 課題研究內(nèi)容及意義17-18
• 1.2.1 研究內(nèi)容17
• 1.2.2 課題意義17-18
• 1.3 本章小結(jié)18-19
• 2 流量計(jì)法基礎(chǔ)研究19-39
• 2.1 氫氣消耗量檢測方法原理19-21
• 2.1.1 質(zhì)量法19
• 2.1.2 溫度壓力法19-20
• 2.1.3 流量計(jì)法20-21
• 2.2 流量計(jì)工作原理21-24
• 2.2.1 熱式流量計(jì)工作原理21-22
• 2.2.2 科氏流量計(jì)工作原理22-24
• 2.3 科氏流量計(jì)建模與仿真分析24-33
• 2.3.1 流體力學(xué)基本方程25-26
• 2.3.2 湍流方程26-28
• 2.3.3 幾何模型28-29
• 2.3.4 網(wǎng)格劃分及敏感性分析29
• 2.3.5 邊界條件29-30
• 2.3.6 仿真結(jié)果30-33
• 2.4 流量計(jì)標(biāo)定方法研究33-37
• 2.4.1 流量標(biāo)準(zhǔn)裝置34-35
• 2.4.2 音速噴嘴裝置35-36
• 2.4.3 基于音速噴嘴的流量計(jì)標(biāo)定方法36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-39
• 3 音速噴嘴氫氣流量計(jì)標(biāo)定裝置測控系統(tǒng)開發(fā)39-57
• 3.1 音速噴嘴氫氣流量計(jì)標(biāo)定裝置簡介39-43
• 3.2 測控系統(tǒng)功能分析43
• 3.3 測控系統(tǒng)硬件開發(fā)43-47
• 3.3.1 測控系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)43-46
• 3.3.2 測控系統(tǒng)硬件集成46-47
• 3.4 系統(tǒng)軟件開發(fā)47-55
• 3.4.1 軟件功能分析47-48
• 3.4.2 軟件流程設(shè)計(jì)48-49
• 3.4.3 基于Labview的上位機(jī)軟件開發(fā)49-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 4 音速噴嘴裝置標(biāo)定基礎(chǔ)理論與試驗(yàn)研究57-79
• 4.1 音速噴嘴工作原理57
• 4.2 實(shí)際計(jì)算數(shù)學(xué)模型研究57-66
• 4.2.1 氫氣壓縮因子計(jì)算59
• 4.2.2 顯式亥姆霍茲能量方程59-61
• 4.2.3 元非線性牛頓迭代法61-62
• 4.2.4 氫氣等熵指數(shù)計(jì)算62-65
• 4.2.5 實(shí)際氣體臨界流函數(shù)計(jì)算65-66
• 4.3 裝置不確定度分析66-73
• 4.3.1 裝置不確定度計(jì)算66-68
• 4.3.2 裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化68-70
• 4.3.3 裝置不確定度驗(yàn)證試驗(yàn)70-73
• 4.4 流量穩(wěn)定性分析及試驗(yàn)73-76
• 4.4.1 影響流量穩(wěn)定性來源分析73-74
• 4.4.2 流量穩(wěn)定性評估方法74-75
• 4.4.3 流量穩(wěn)定性試驗(yàn)75-76
• 4.5 標(biāo)定方法研究76-78
• 4.5.1 標(biāo)定原理76
• 4.5.2 標(biāo)定方法76-78
• 4.6 本章小結(jié)78-79
• 5 質(zhì)量流量計(jì)試驗(yàn)79-93
• 5.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備工作79-80
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)室安全79
• 5.1.2 試驗(yàn)裝置準(zhǔn)備79-80
• 5.2 流量計(jì)測量誤差來源分析80-83
• 5.2.1 恒溫箱試驗(yàn)80-82
• 5.2.2 脈動(dòng)流對測量精度的影響分析82-83
• 5.3 穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)83-87
• 5.3.1 試驗(yàn)流程設(shè)計(jì)83-84
• 5.3.2 氮?dú)庠囼?yàn)84-86
• 5.3.3 氫氣試驗(yàn)86-87
• 5.4 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)87-91
• 5.4.1 試驗(yàn)設(shè)備87
• 5.4.2 試驗(yàn)工況設(shè)計(jì)依據(jù)87-88
• 5.4.3 試驗(yàn)結(jié)果88-91
• 5.5 本章小結(jié)91-93
• 6 總結(jié)與展望93-95
• 6.1 工作總結(jié)93-94
• 6.2 工作展望94-95
• 參考文獻(xiàn)95-99
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果99-103
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集103

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐琳;過學(xué)迅;;燃料電池技術(shù)對汽車產(chǎn)業(yè)及世界能源格局影響的展望[J];車輛與動(dòng)力技術(shù);2009年04期

2 楊旭雷;張浩;;基于RS-485總線的測控系統(tǒng)串行通信協(xié)議及其軟硬件實(shí)現(xiàn)[J];電氣自動(dòng)化;2002年02期

3 杭錚伍,張明星;實(shí)際氣體壓縮性系數(shù)z、容積絕熱指數(shù)k_υ和溫度絕熱指數(shù)k_T的確定[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1985年03期

4 華陳權(quán);王昌明;耿艷峰;;高準(zhǔn)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)通信接口軟硬件的開發(fā)[J];工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置;2009年05期

5 賈克軍;石軍廣;賈文軒;朱愛民;;等精度傳遞理論在流量計(jì)量中的應(yīng)用[J];工業(yè)計(jì)量;2012年04期

6 麥瑤娣;;工程設(shè)計(jì)中氣體壓縮因子確定方法[J];化工設(shè)計(jì);2006年01期

7 張軍;崔寶;;液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)科氏力質(zhì)量流量計(jì)之探討[J];計(jì)測技術(shù);2008年S1期

8 于華偉;張永勝;劉彥軍;白銀;;正壓法音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的建立[J];計(jì)測技術(shù);2008年S1期

9 張軍;;液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)科氏力質(zhì)量流量計(jì)之再探討[J];計(jì)測技術(shù);2009年03期

10 劉雋 ,傅冰;影響電子天平準(zhǔn)確性的兩個(gè)因素[J];中國計(jì)量;2002年09期

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本文編號：555195