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

مصطفی نخعی¹ مرتضی سعادت طرقی² جواد خادم³ محمود فرزانه گرد⁴

1) عضو كميته پژوهش شركت ملي پخش فرآورده‌هاي نفتي منطقه خراسان جنوبي
2) دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک
3) دانشیار مهندسی مکانیک
4) استاد مهندسی مکانیک

محل انتشار : دومین کنفرانس بین المللی مهندسی و علوم کاربردی(2iceasconf.com)
چکیده :
رشد مشکلات استفاده از سوخت‌های مایع مانند هزینه بالای تولید و آلودگی محیط، منجر به تمایل بیشتر در استفاده از گاز طبیعی فشرده به عنوان سوخت خودرو گردیده است. فرایند اصلی که در جایگاه‌های سوخت‌رسانی گاز طبیعی فشرده رخ می‌دهد، فرایند پر شدن سریع می‌باشد. هدف اصلی تحقیق حاضر، دست‌یابی به یک آنالیز ترمودینامیکی دقیق‌تر فرایند 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، به طوری که افزایش دما در مدل گاز ایده‌آل بیشتر است. عمده دلیل این تفاوت عدم در نظر گرفتن تاثیر کاهش دمای ضریب ژول تامسون است. نتایج نشان می‌دهد که در مدل گاز واقعی افزایش دمایی حدود 50 K و در مدل گاز ایده‌آل حدود 80 K 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 می‌دهد که 34 عدد خودرو می‌توانند پر شوند بدون اینکه کمپرسور، مخازن را مجدداً شارژ نماید و پس از 140 دقیقه، فشار مخزن ذخیره پر فشار به حدود 200 bar افت می‌کند. زمان لازم جهت شارژ مجدد مخازن ذخیره آبشاری، حدود 17 دقیقه می‌باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که مقدار کار مصرفی کمپرسور برای یک چرخه حدود 55.1 kWh و مقدار متوسط کار مصرفی برای سوخت‌گیری یک خودرو، 1.6 kWh می‌باشد.
کلمات کلیدی : مدل‌سازی گاز طبیعی پر شدن سریع جایگاه سوخت رسانی