对车载高压气动减压阀压力场与速度场研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第9卷第1期中国工程机械学报Vo1．9No．12011年3月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYMar．2011车载高压气动减压阀压力场与速度场研究阁耀保，张丽，李玲，沈力，傅俊勇(1．同济大学机械工程学院，上海201804；2．上海航天控制技术研究所，上海200233)摘要：分析了氢能源汽车输氢系统的70MPa两级气动减压过程，取得了两级减压阀各阀腔内部的压力场和速度场分布规律．研究结果表明：两级气动减压阀组的阀腔压力分布可分为上游压力区、中间压力区和下游压力区；

2、第一级减压阀和第二级减压阀的阀口处气体均为超音速流动状态，2个减压阀出口的封闭直角区域均存在低速涡流现象．可以通过计算流体动力学(CFD)方法得到流场分布的数据，为车载减压阀组和锥形阀芯的形状与结构设计提供理论依据．关键词：气动技术；减压阀；压力场；速度场；氢能源汽车中图分类号：TH138．52文献标识码：A文章编号：1672—5581(2011)01—0001—06Studyonpressureandvelocityfieldsofpneumatichigh·pressurereductionvalveforhydrogenvehicl

3、esYINYao．．bao，ZHANGLi，LILing，SHENLi，Jun一(1．CollegeofMechanicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China；2．ShanghaiAerospaceControlTechnologyInstitute，Shanghai200233，China)Abstract：Byanalyzing70MPatwo—levelpneumaticpressurereductionprocessfortheinfusionsystemofhydr

4、ogenvehicles，thepressureandvelocityfileddistributionsinvalvechambersaredetected．Accordingly，itisindicatedfromexperimentalresultsthatthepressuredistributioncanbeclassifiedintoupstream，intermediaryanddownstreamzones．Duethatthegasisinfusedatasupersonicfluidstate，thereexistsa

5、low—speedturbulentflowintwoenclosedrectangularzonesofvalveoutlets．Throughtheflow—fileddistributiondataobtainedfromtheComputationalFluidDynamics(CFD)，thisapproachcanprovidetheoreticalreferencestotheexteriorandstructuraldesignonpressure·-reductionvalveassemblyandcone--shape

6、valvepoppet．Keywords：pneumatictechnology；pressure—reductionvalve；pressurefield；velocityfield；hydrogenvehicle250年前人类发现氢以来，氢及氢能源已经在工业中获得了广泛的应用

7、1]．进入20世纪后，氢能已经成功地为人类航天所用，如科学家利用液氢发射火箭、航天飞机去探索宇宙和太空的奥秘．近10年来各大汽车公司纷纷借鉴航天技术研制以氢能作为动力的氢能源汽车，包括纤维缠绕复合气瓶及高压控制阀_2。J．先进适用的氢气输运技术是氢能利用的关键之

8、一．氢能源汽车多采用高压储氢，为保证一次加氢后行使距离达200km，通常储氢压力35MPa以上；要保证一次加氢后行驶距离500km时，储氢压力则要求高达7OMPa．为此，国外各大汽车厂商正在加紧研制和推出具有70MPa高压储存容器的氢能源汽车和加氢站j．目前，一般工业用气体压力为0．5MPa，高压气动控制压力也仅为5MPa左右[5]．气瓶储氢气基金项目：国家“八六三”高技术发展计划资助项目(2007AA05Zl19)；国家自然科学基金资助项目(50775161)；航空科学基金资助项目(2O090738003)作者简介：闻耀保(1965一)

9、，男，教授，博士生导师，工学博士．E．mail：y-yin@tongji．edu．cn学兔兔www.xuetutu.com中国工程机械学报第9卷体压力越高，功率质量比越大，汽车的可连续行驶距离