Impacto de la condensación en el rendimiento del sistema de un turbocompresor de pila de combustible
Autores: Lück, Sebastian; Wittmann, Tim; Göing, Jan; Bode, Christoph; Friedrichs, Jens
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Impacto de la condensación en el rendimiento del sistema de un turbocompresor de pila de combustible
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Sistemas de pilas de combustible móviles
Amplificación de presión
Turbocompresor eléctrico
Maniobras transitorias
Enfoque de simulación
Condensación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
La potencia de salida de los sistemas de pilas de combustible móviles se puede aumentar mediante la amplificación de presión utilizando un turbocompresor eléctrico. Estos dispositivos están sujetos a maniobras transitorias frecuentes debido a una multitud de cambios de carga durante la misión en aplicaciones automotrices. En este artículo, los autores describen un enfoque de simulación para un turbocompresor eléctrico, considerando el impacto del aire húmedo y la condensación dentro del sistema de suministro de gas del cátodo. Por lo tanto, se utilizan dos enfoques de simulación: un método de simulación iterativa y uno basado en un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias. Se incluye información adicional de mapas de rendimiento de turbinas teniendo en cuenta la condensación utilizando simulaciones CFD de Euler-Lagrange, que se presentan. El enfoque de cálculo iterativo es muy adecuado para mostrar el impacto de la condensación y el aire húmedo en el ciclo termodinámico en estado estacionario y produce un desplazamiento significativo de la línea de operación en estado estacionario hacia la línea de sobrepresión. Se muestra que existe un riesgo sustancial de sobrepresión durante maniobras de desaceleración transitorias provocadas por un cambio de carga.
Descripción
La potencia de salida de los sistemas de pilas de combustible móviles se puede aumentar mediante la amplificación de presión utilizando un turbocompresor eléctrico. Estos dispositivos están sujetos a maniobras transitorias frecuentes debido a una multitud de cambios de carga durante la misión en aplicaciones automotrices. En este artículo, los autores describen un enfoque de simulación para un turbocompresor eléctrico, considerando el impacto del aire húmedo y la condensación dentro del sistema de suministro de gas del cátodo. Por lo tanto, se utilizan dos enfoques de simulación: un método de simulación iterativa y uno basado en un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias. Se incluye información adicional de mapas de rendimiento de turbinas teniendo en cuenta la condensación utilizando simulaciones CFD de Euler-Lagrange, que se presentan. El enfoque de cálculo iterativo es muy adecuado para mostrar el impacto de la condensación y el aire húmedo en el ciclo termodinámico en estado estacionario y produce un desplazamiento significativo de la línea de operación en estado estacionario hacia la línea de sobrepresión. Se muestra que existe un riesgo sustancial de sobrepresión durante maniobras de desaceleración transitorias provocadas por un cambio de carga.