万博Ansys si impegna在modo che gli studenti di oggi abbiano successo, fornendogli il software gratuito di simulazione ingegneristica。
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Per Stati unite Canada
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万博ANSYS的博客
2022年4月8日
随着人们对气候变化的担忧加剧,二氧化碳(CO2)排放和其他环境污染物,世界各地的工业都转向氢作为解决方案。氢燃料是一种更清洁、更安全的化石燃料替代品,其二氧化碳排放量接近零2使用可再生能源生产时的排放,如电解水以释放氢气或基于太阳能的加工。虽然它的产量可能有所不同,但从航空航天和汽车行业到建筑公司等各个行业和私营部门,“绿色”氢的适用性和效益是相同的。
由于对环境的价值和在各个领域的使用,清洁的氢燃料易于获取和正确存储、分配和分配是至关重要的。至少这是最重要的NanoSUN是一家屡获殊荣的工程公司,总部位于英国,致力于开发、制造和商业化的绿色氢燃料补充解决方案。
作为一名万博Ansys启动程序, NanoSUN正在申请万博Ansys流利计算流体动力学(CFD)模拟软件,使这一过程更安全、更高效、更大规模。
为了弥合氢供应商和燃料电池用户之间的差距,来自工业气体和氢燃料电池领域的行业专家在2017年共同成立了NanoSUN。这家初创公司的驱动使命是为运输和移动行业开发高压、移动、低成本的氢存储、分配和分配解决方案。
尽管如此,氢的储存和输送仍然面临着涉及重量、体积、效率、安全性和成本的关键挑战。此外,政府机构和监管协会管理有关氢气处理的安全标准,因为它的高可燃性加上它较低的点火能量。从本质上讲,它比汽油或天然气燃烧得更快。
作为一家新公司,NanoSUN的资源有限。为了迎接挑战,遵守安全法规,并在行业中蓬勃发展,团队需要获得复杂的工程模拟软件和工具。manbetNanoSUN通过Ansys的英国渠道合作伙伴了解了万博Ansys启动计划,王尔德分析有限公司并于2021年初成为会员。该计划为早期创业公司提供经济实惠的访问Ansys广泛的模拟解决方案组合和支持,以帮助他们发展业务。万博
“能够使用Ansys仿真软件对我们来说非常重要。万博它让我们有能力创建模型,这让我们更好地理解我们可以从我们的系统中期待什么,它使我们能够确保我们为客户创造一个安全的环境,”NanoSUN的研究生项目工程师贝瑟尼·拉德(Bethany Ladd)说。“作为一家小公司,直到过去的一年半,我们还没有足够的资金获得适当的商业许可证,所以能够加入Ansys启动计划,使我们能够进入以前无法负担这些工具的领域。”万博
安全是关键。在额定压力为425巴的情况下,装有大约419公斤氢气的气瓶,如果没有适当的通风或正常工作,火灾是一个积极的威胁。
这是Ladd和她的团队应用Fluent最多的地方,跟踪和监测加油站通风系统内的潜在泄漏,以防止火灾。常规系统检查在NanoSUN公司尤为重要,因为在NanoSUN公司,加油过程同时涉及多个汽缸。
大多数加油公司使用换气技术,即高压从一个气缸流向另一个气缸,当两个气缸都达到平衡时停止加油。这种状态被称为均衡。然而,这种技术只能部分地填充接收筒。
图1。该图描述了滗析技术(左)和级联技术(右)。NanoSUN使用cacade技术进行氢燃料补充。
NanoSUN公司标志性的先锋氢燃料补给站(HRS)是一种完全移动的自动化加油解决方案,可直接将氢燃料运送到使用点,促进更有效和及时的分配。NanoSUN公司的级联系统内置在一个标准的20英尺集装箱中,Pioneer HRS可以一站式满足客户的氢燃料补充需求。现场操作所需要的唯一东西是接地连接和230V电源。此外,每个单元都配有备用电池。
其创新和方便的运输使其适用于广泛的应用,包括氢巴士,货车和卡车;材料处理;以及建筑设备。它还可以作为传统氢固定站的备份解决方案,用于车队演示,或作为网络扩展器。
如图2所示,对于车队来说,NanoSUN的Pioneer HRS省去了在其他站点为额外的压缩机或电解槽供电的需要,从而大大节省了时间和成本。
图2。该图说明了NanoSUN公司的移动先锋氢燃料站(HRS)解决方案(最左边)与固定HRS解决方案(中间和右边)相比的优势。
Ladd于六个月前加入NanoSUN,由于她在Ansys的CFD软件的使用经验,她已经产生了影响万博万博Ansys学术项目作为英国剑桥大学的学生。在这个项目中,Ansys为大学提供万博折扣软件,同时为学生提供免费的自学资源,这一组合为有抱负的工程师在毕业后提供了优势。
“当我开始在NanoSUN工作时,我并不知道他们打算使用CFD模拟。所以,能够通过Ansys学术项目把我在大学里所做的事情带回来真的很有趣,”Ladd说。万博“对于NanoSUN来说,CFD建模是一件相当新鲜的事情——这里可能只有三个人在这方面有经验——我想这就是我在该计算领域处于领先地位的部分原因,我是唯一有使用Ansys Fluent经验的人之一。”万博
Ladd和其他cfd用户正在与团队的其他成员分享他们的知识,该团队由大约50名员工组成,新员工正在快速招聘。
Ladd的主要职责是检查NanoSUN燃料的工程和安全计算,使用Ansys Fluent模拟各种场景,如氢气释放或泄漏,以及整个开发阶段的潜在燃点。万博由于氢是最轻的元素,而且扩散速度非常快,拉德和她的团队需要合适的工具来彻底观察它的行为。
“我们一直在使用Ansys Flue万博nt进行复杂的发布,”Ladd说。“氢气是一种浮力很大的气体,我们使用Fluent来观察一些事情,比如如果我们的容器发生泄漏,我们将如何期望流体在其他钢瓶周围流动。我认为如果没有CFD,就无法模拟这些东西。”
此外,Ladd分析潜在的燃烧点,以了解和测量潜在释放或火焰的方向和大小,以计算适当的危险距离,遵守相关的氢安全标准。
英国压缩气体协会(British Compressed Gas Association)概述的一些氢的安全距离包括:距离可燃气体储存、点火源和燃料气体排气管道5米;距离员工办公室或人群、易燃液体、通风机进风口8米。
这些预防措施对拉德的工作至关重要,并考虑了温度和辐射等变量。
例如,当Ladd和她的团队使用Ansys Fluent建模热压力释放装置(TPRDs)时,可以预测万博由于气体释放而可能爆发火灾的温度。
使用欧洲工业气体协会(EIGA)给出的热剂量热辐射指南,Ladd应用Ansys Fluent计算氢气释放点与附近工作人员之间的水平距离。万博这些热测量包括各种损伤概率的剂量、暴露时间和热辐射强度。利用Ansys Fluent中的辐射模型,Ladd和她的团队使用EIGA数万博据计算了距离释放不同距离的辐射事件,并应用50%的安全系数来确定距离释放的最小安全距离。
通过这些分析,工程师能够预测、监测和预防灾难。
图3。温度剖面说明了九个气缸的热释放情况。
图4。辐射剖面显示了九个气缸的热释放情况。
例如,研究小组了解到,如果同时释放9个气瓶,并且释放被点燃,辐射危险距离为19米。或者,如果只有一个气缸通过TPRD释放,距离将只有1.5米。图3和图4显示了一个模型的输出九个气缸释放通过TPRD系统假设点火。
NanoSUN工程师还模拟了TPRD释放的对流热,用2D模型集成了不同速度的风(如图5所示),用3D模型计算了容器周围的湍流(如图6所示)。
图5。速度彩色流线和温度等高线的2D平面TPRD释放模式,5米/秒风从左边吹来。
图6。从左起入射风速为20米/秒的3D模型中穿过模型中心平面(通过氢气释放点)的温度等高线。在该图中,最高温度设置为500k,以便更清楚地看到整个系统的温度分布。
此外,研究小组观察了在恒定高度1.8米的水平平面上的温度轮廓(如图7所示),这是EIGA推荐的平均“头部高度”的易燃影响点。
除了这些功能,Ansys Fluent还提供多相流分析万博和燃烧建模,提供对系统性能和流动现象的洞察,Ladd计划接下来充分利用Ansys软件和程序产品进行探索。
图7。在等高1.8米的水平面上的温度等值线。在这个模型中,20米每秒的风从图的左边吹过来。
Ladd说:“我想我很想看到更多的细节,使用Ansys Fluent来建模系统内部的流程,而不是系统外部。”万博“模拟进入气缸和通过孔口的流体流动,比如它在桥塞流动中的反应,将是非常有趣的。”
要了解有关Ansys启动程序的更多信息,请查看其万博他信息在这里.
我们在这里回答你的问题,期待与你交谈。我们Ansys销售团队的一名成员万博将很快与您联系。