Modelování dodávky vzduchu kompresorem pro palivový článek
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Rostoucí poptávka po nákladní dopravě a dlouhodobý trend nízkoemisních silničních nákladních vozidel přitahuje pozornost k technologii palivových článků. Pro analýzu komplexních procesů v palivovém článku se v dnešní době využívá počítačových simulací, které usnadňují časovou a finanční náročnost vývoje. V této práci je představen výpočtový model systému palivových článků se zaměřením na analýzu dodávky vzduchu. Zlepšení výkonových charakteristik systému dodávky vzduchu, a tedy i palivového článku, lze dosáhnout použitím kompresoru. Na základě prvotního návrhu je provedena analýza vlivu parametrů kompresoru v bodě návrhu na jeho příkon. Nárůst otáček kompresoru a izentropické účinnosti v bodě návrhu vedl k poklesu požadovaného příkonu, zatímco při zvyšování tlakového poměru v bodě návrhu docházelo k jeho nárůstu. Výsledkem diplomové práce je efektivní nástroj pro dosažení optimálních parametrů systému dodávky vzduchu pro palivový článek s minimalizací příkonu kompresoru.
The growing demand for freight transport and the long-term trend towards low-emission on-road trucks are driving a lot of attention towards fuel cell technology. Nowadays, computer simulations can be used to analyse complex fuel cell processes, which facilitates the time and cost of development. In this thesis, a computational model of a fuel cell system with a focus on air supply analysis is presented. An improvement in the performance characteristics of the air supply system, and therefore the fuel cell, can be achieved by using a compressor. Based on the initial design, an analysis of the influence of the compressor parameters at the design point on its power input is performed. An increase in compressor speed and isentropic efficiency at the design point led to a decrease in the required power input, while an increase in the pressure ratio at the design point led to an increase. As the result of the diploma thesis, an efficient tool for achieving optimal parameters of the fuel cell air supply system while minimizing the compressor input power is presented.
The growing demand for freight transport and the long-term trend towards low-emission on-road trucks are driving a lot of attention towards fuel cell technology. Nowadays, computer simulations can be used to analyse complex fuel cell processes, which facilitates the time and cost of development. In this thesis, a computational model of a fuel cell system with a focus on air supply analysis is presented. An improvement in the performance characteristics of the air supply system, and therefore the fuel cell, can be achieved by using a compressor. Based on the initial design, an analysis of the influence of the compressor parameters at the design point on its power input is performed. An increase in compressor speed and isentropic efficiency at the design point led to a decrease in the required power input, while an increase in the pressure ratio at the design point led to an increase. As the result of the diploma thesis, an efficient tool for achieving optimal parameters of the fuel cell air supply system while minimizing the compressor input power is presented.
Description
Citation
TKACH, S. Modelování dodávky vzduchu kompresorem pro palivový článek [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Kaplan, CSc. (místopředseda)
Ing. Tomáš Heger (člen)
Ing. Marek Bačovský (člen)
Ing. František Zapletal, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Klimeš (člen)
Date of acceptance
2022-06-21
Defence
Student seznámil zkušební komisi s průběhem a výsledky své závěrečné práce. Následně zodpověděl otázky oponenta. Dále odpovídal na otázky členů komise:
1. V kapitole „5.6 Výkonové parametry“ zmiňujete predikci kompresorové mapy pomocí nástroje v prostředí GT-Suite. Do jaké míry je relevantní predikovat kompresorovou mapu na základě tak malého počtu vstupních parametrů zmíněných v této kapitole? Otázka byla zodpovězena.
2. Pokud je to možné, popište jak funguje nástroj pro predikci kompresorových map v prostředí GT-Suite. Otázka byla zodpovězena.
3. Umožňuje zmíněný nástroj zahrnout i jiné důležité parametry kompresoru jako je úhlování lopatek, průběh tloušťky lopatky, tvar kanálu oběžného kola, geometrie difuzoru a jiné? Pokud ne, uveďte jakým způsobem je možné kompresorovou mapu generovat s uvažováním těchto parametrů. Otázka byla zodpovězena.
4. Jaký je typický provoz uvažovaného vozidla? Otázka byla zodpovězena.
5. Co je v případě vodíku důležité z hlediska ekologického přínosu? Otázka byla zodpovězena.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení