مدل‌سازی فرایند پر شدن سریع بر مبنای مدل گاز واقعی با رویکرد شبیه‌سازی جایگاه سوخت‌رسانی گاز طبیعی فشرده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

فرآیند اصلی که در جایگاه‌های سوخت‌رسانی گاز طبیعی فشرده رخ می‌دهد، فرآیند پر شدن سریع می‌باشد. هدف اصلی تحقیق حاضر، دست‌یابی به یک آنالیز ترمودینامیکی دقیق‌تر فرآیند پر شدن سریع نسبت به تحقیقات قبلی می‌باشد. با استفاده از این آنالیز ترمودینامیکی، یک جایگاه سوخت‌رسانی گاز طبیعی فشرده، شبیه‌سازی گردیده است. با مقایسه مدل گاز واقعی و ایده‌آل، دیده می‌شود که توزیع دما بسیار متفاوت است، به طوری که افزایش دما در مدل گاز ایده‌آل بیشتر است. عمده دلیل این تفاوت عدم در نظر گرفتن تأثیر کاهش دمای ضریب ژول تامسون است. نتایج نشان می‌دهد که در مدل گاز واقعی افزایش دمایی حدود K 50 و در مدل گاز ایده‌آل حدود K 80 وجود دارد. نتایج تحقیق حاضر با نتایج تجربی و نتایج تحقیقات قبلی، مقایسه گردیده است. جهت محاسبه خواص ترمودینامیکی گاز طبیعی فشرده از معادله حالت AGA8 استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که مقدار کار مصرفی کمپرسور برای یک چرخه حدود kWh 1/55 و مقدار متوسط کار مصرفی برای سوخت‌گیری یک خودرو، kWh 6/1 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kountz K., Modeling The Fast Fill Process in Natural Gas Vehicle Storage Cylinders, American Chemical Society Paper at 207th National ACS Meeting, March, 1994.
[2] Farzaneh-Gord M., Hashemi S., Farzaneh-Kord A., Thermodynamics Analysis of Cascade Reserviors Filling Process of Natural Gas Vehicle Cylinders, World Applied Sciences Journal, Vol. 5, No. 2, pp. 143-149, 2008.
[3] Farzaneh-Gord M., Deymi-Dashtebayaz M., Rahbari H. R., Studying effects of storage types on performance of CNG filling stations, Journal of Natural Gas Science and Engineering, Vol. 3, No. 1, pp. 334-340, 2011.
[4] Farzaneh-Gord M., Deymi-Dashtebayaz M., Rahbari H. R., Optimising Compressed Natural Gas filling stations reservoir pressure based on thermodynamic analysis, International Journal of Exergy, Vol. 10, No. 3, pp. 299-320, 2012.
[5] مهدیزاده رخی مسعود، دیمی دشت بیاض مهدی، فرزانه‌گرد محمود، عباسی محمد، بررسی تاثیر ترکیب گاز طبیعی بر فرآیند پر شدن مخزن خودرو CNG بمنظور تعیین شرایط بهینه ایستگاه سوخت رسانی، ماهنامه علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، دوره 13، شماره 9، صفحه 103-110، آذر 1392.
[6] Khamforoush M., Moosavi R., Hatami T., Compressed natural gas behavior in a natural gas vehicle fuel tank during fast filling process: Mathematical modeling, thermodynamic analysis, and optimization, Journal of Natural Gas Science and Engineering, Vol. 20, No. 0, pp. 121-131, 2014.
[7] Deymi-Dashtebayaz M., Farzaneh-Gord M., Rahbari H. R., Studying transmission of fuel storage bank to NGV cylinder in CNG fast filling station, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, Vol. 34, pp. 429-435, 2012.
[8] Khadem J., Saadat-Targhi M., Farzaneh-Gord M., Mathematical modeling of fast filling process at CNG refueling stations considering connecting pipes, Journal of Natural Gas Science and Engineering, Vol. 26, No. 0, pp. 176-184, 2015.
[9] Saadat-Targhi M., Khadem J., Farzaneh-Gord M., Thermodynamic analysis of a CNG refueling station considering the reciprocating compressor, Journal of Natural Gas Science and Engineering, Vol. 29, pp. 453-461, 2016.
[10] Menon E. S., Transmission Pipeline alculations and Simulations Manual: Elsevier Science, 2014.
[11] Starling K. E., A. G. A. O. S. T. M. Committee, Compressibility and Super compressibility for Natural Gas and Other Hydrocarbon Gases: Operating Section, American Gas Association, 1986.
George D., CNG Sampling, Natural gas sampling technology conference, New Orleans, Louisiana, 2014, pp. 72-80.