Bỏ qua nội dung chính

      

Blog ANSYS

ngày 15 tháng 11 năm 2023

Freudenberg mang đến Chơi xì dách online giải pháp năng lượng điện tử cho ngành công nghiệp hàng hải

Có thể một hệ thống pin nhiên liệu do hydro trên tàu có thể là công cụ khử cacbon mà ngành công nghiệp Chơi xì dách online hải đã tìm kiếm?

Chơi xì dách online kỹ sư tại Đức, Chơi xì dách online hệ thống điện tử Freudenberg tin rằng họ đã đưa ra giải pháp đó.

Tập đoàn Freudenberg, nơi sản xuất nhiều công nghệ và sản phẩm công nghiệp, đã chuyển sự chú ý của mình để tạo ra một hệ thống động lực và trung lập carbon có thể mở rộng cho Chơi xì dách online tàu thủy biển-là một số máy phát khí nhà kính lớn nhất của ngành vận tải-với 2022 Tập đoàn kinh doanh được thành lập Freudenberg E-Power Systems (FEPS).

Khái niệm sáng tạo của họ để độc lập hơn với nhiên liệu hóa thạch Chơi xì dách online ngành công nghiệp hạng nặng xuất hiện dưới dạng một nhà máy hóa học nhỏ gọn: một mô-đun tạo hydro chuyển đổi metan hoặc metanol để cung cấp hydro thành một chồng chất polymer nhiệt độ thấp thấp Tế bào nhiên liệu màng -electrolyte (PEMFC).

EM Modeling

Hình 1: Tổng quan về hệ thống pin nhiên liệu PEM hàng hải Chơi xì dách online. Hệ thống bao gồm mô -đun tạo hydro, mô -đun pin nhiên liệu và mô -đun điện tử.

Kỹ sư đã sử dụngCasino chơi như, Casino chơi như thế nàoCơ khí Các tròĐể mô hình hóa Chơi xì dách online tế bào nhiên liệu, lò phản ứng và Chơi xì dách online thành phần khác. Họ cũng đã sử dụngĐối với điện toán hiệu suất cao (HPC), đặc biệt hữu ích khi họ thực hiện mô phỏng đa biến.

Theo Stephanie Frankl, Ph.D., mô phỏng hệ thống kỹ sư tại Freudenberg, mô phỏng đã giúp nhóm giải quyết Chơi xì dách online nhiệm vụ thiết yếu của việc tạo ra hydro, kéo dài thời gian sống của pin nhiên liệu và tối ưu hóa độ bền thành phần.

Mô phỏng không chỉ cho phép Chơi xì dách online hoạt động đó, mà còn mang lại lợi ích tiết kiệm thời gian và chi phí quan trọng: Giảm số lần lặp lại thiết kế cần thiết trước khi tạo mẫu.

Kinh doanh nhiều hơn, nhiều vấn đề hơn

Giữa việc đưa hàng thô từ cảng này sang cảng tiếp theo và đưa Chơi xì dách online sản phẩm hoàn thành trở lại, hơn 80% thương mại hàng hóa thế giới đi bằng đường biển. Điều đó có nghĩa là vận chuyển toàn cầu là một doanh nghiệp lớn và nó tăng trưởng sau đại học: đội tàu container toàn cầu dự kiến ​​sẽ tăng 6,3% trong năm nay và 8,1% vào năm 2024.1

Trong khi đó có thể là tin tức kinh tế tích cực, nó có giá môi trường dốc. Ngành vận chuyển toàn cầu sản xuất khoảng 2,8% của tất cả khí thải nhà kính Chơi xì dách online năm2, và điều đó không bao gồm Chơi xì dách online tàu du lịch, rất tốn nhiều carbon hơn bất kỳ loại tàu nào khác. Nỗi sợ hãi là khi khối lượng lô hàng (và hành khách) tăng lên, khí thải cũng sẽ-mặc dù Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) đã đặt ra một mục tiêu đầy tham vọng là đạt được khí thải nhà kính Net-Zero (GHG) từ vận chuyển quốc tế gần đến3

199062_199710

Kỹ sư tại Chơi xì dách online hệ thống năng lượng điện tử Freudenberg đã xây dựng dựa trên Chơi xì dách online điểm mạnh của PEMFC trong khi cũng nhắm đến một trong những rào cản lớn nhất để sử dụng chúng trên tàu: lưu trữ khối lượng lớn của hydro mà không chiếm quá nhiều không gian hàng hóa quý giá.

Một cách tiếp cận mới

Sử dụng Chơi xì dách online PEMFC ở nhiệt độ thấp cho Chơi xì dách online ứng dụng vận chuyển không phải là mới-chúng đã tạo ra sức mạnh cho xe tải và xe buýt hạng nặng trong một thời gian và được đánh giá cao trong việc thiết kế và có khả năng mật độ năng lượng cao, nghĩa là chúng có thể Lưu trữ nhiều năng lượng trong một lượng nhỏ khối lượng.

Tuy nhiên, khuyến khích chính cho việc sử dụng PEMFC trên tàu, là chúng tạo ra năng lượng thông qua phản ứng hóa học giữa oxy và hydro mà không giải phóng bất kỳ khí thải có hại nào. Tất nhiên, để làm điều đó, đòi hỏi cả oxy và hydro, đưa ra một trong những thách thức của phương pháp: lưu trữ đủ hydro trên tàu để đáp ứng Chơi xì dách online yêu cầu về sức mạnh hoặc khoảng cách của Chơi xì dách online tàu biển.

Mặc dù nó đủ dễ dàng để thu được oxy từ môi trường, hydro có thể được rút ra khỏi hư không. Thay vào đó, nó phải được tách ra khỏi Chơi xì dách online yếu tố khác trong Chơi xì dách online phân tử nơi nó xảy ra, sau đó được lưu trữ ở trạng thái lỏng hoặc dưới dạng khí nén cao.

Giải pháp Chơi xì dách online sử dụng một nhà máy cải cách hơi nước nhỏ gọn để chuyển đổi metan hoặc metanol xanh - rất dễ vận chuyển, xử lý và lưu trữ - thành hydro. Gần một nửa sản xuất hydro thế giới đến từ cải cách hơi nước.4Phản ứng tổng thể bên trong pin nhiên liệu giống hệt với phản ứng đốt cháy trực tiếp trong động cơ đốt trong, chỉ không tạo ra khí thải oxit nitơ. Thay vào đó, Chơi xì dách online lượng hóa học được lưu trữ trong nhiên liệu được chuyển đổi trực tiếp thành Chơi xì dách online lượng điện chỉ có hơi nước phát ra.

Tất nhiên, một kiến ​​thức thô sơ về hóa học hữu cơ cho bạn biết rằng có rất nhiều carbon trong metan và metanol, điều này đặt ra câu hỏi, đây là một quá trình net-be không? Như Chơi xì dách online kỹ sư của FEPS, chỉ ra, khi metan và metanol được sản xuất từ ​​màu xanh lá cây, bất kỳ CO nào2Điều đó được phát hành đã bị bắt trước đó trong quá trình sản xuất, do đó, có một vòng kín Chơi xì dách online CO2. Nói cách khác, nguồn gốc của Chơi xì dách online sản phẩm cấu thành có vấn đề, và đó là một thứ gì đó mà Freudenberg đã xem xét.

Chơi xì dách online thập kỷ để đi

Để phát triển nhà máy trên tàu của họ, Chơi xì dách online kỹ sư của Freudenberg đã không hoàn toàn phát minh lại công nghệ PEMFC. Nhưng họ đã phải tạo ra một pin nhiên liệu có thể kéo dài hàng thập kỷ, một tàu đi biển đang hoạt động - lâu hơn nhiều so với pin nhiên liệu cho Chơi xì dách online ứng dụng ô tô.

Đây là nơi lưu thông và khả Chơi xì dách online chia lưới mạnh mẽ của nó xuất hiện.

Lifetime pin nhiên liệu phụ thuộc Chơi xì dách onlineo một số biến, nhưng điều kiện thiết kế thành phần và điều kiện hoạt động là chìa khóa để phát triển một sản phẩm có thể đi xa. Mở rộng tuổi thọ của mỗi thành phần pin nhiên liệu có nghĩa là xem xét vô số yêu cầu riêng lẻ.

Mô phỏng thông thạo cho phép Chơi xì dách online kỹ sư hình dung và điều tra ảnh hưởng của Chơi xì dách online điều kiện hoạt động đến Chơi xì dách online loài, nhiệt độ và phân phối hiện tại bên trong pin nhiên liệu.

Phân phối nhiệt độ bên trong màng của pin nhiên liệu

Hình 2: Phân phối nhiệt độ bên trong màng của pin nhiên liệu được mô phỏng và xử lý sau ANSYS Fluent. Màu xanh biểu thị nhiệt độ thấp, màu đỏ biểu thị nhiệt độ cao.

Công việc liên quan đến việc tạo ra một miền tính toán bằng cách kết hợp hai lưới với tổng số lưới hơn 50 triệu ô.  Victoria Damerow, Kỹ sư pin nhiên liệu Freudenberg, Chơi xì dách online biết chia lưới đặc biệt quan trọng đối với mô phỏng pin nhiên liệu vì hình học của mô hình pin nhiên liệu phức tạp như thế nào.

Sự phức tạp được gây ra bởi đặc tính đa quy mô của pin nhiên liệu vì hình học pin nhiên liệu bao gồm Chơi xì dách online thành phần trong phạm vi CM-ví dụ, Chơi xì dách online tấm lưỡng cực-nhưng cũng -Assugging, xông Damerow nói.

Single cell assembly of Chơi xì dách online's PEMFC

Hình 3: Lắp ráp tế bào đơn của PEMFC của Freudenberg bao gồm hai tấm lưỡng cực và lắp ráp điện cực màng (MEA). Chơi xì dách online tấm lưỡng cực hướng dẫn dòng chảy của Chơi xì dách online chất phản ứng đến MEA.

Cấu trúc của màng-điện cực-lắp ráp (MEA) của PEMFC

Hình 4: Cấu trúc của màng-điện cực-lắp ráp (MEA) của PEMFC. MEA bao gồm điện cực anode và cực âm xốp và màng trao đổi proton (PEM).

Hình dạng của pin nhiên liệu bao gồm cả Chơi xì dách online thành phần rất mỏng và đáng chú ý. Do đó, việc tạo ra một lưới với độ phân giải và chất lượng đủ trên Chơi xì dách online thang đo, đồng thời giữ cho chi phí tính toán có thể quản lý được, là một thách thức lớn đối với chúng tôi, ông Dam Damow nói.

05

Hồi Chúng tôi phải tối ưu hóa dòng chảy trong Chơi xì dách online lò phản ứng của chúng tôi để có được chuyển đổi nhiên liệu tốt nhất có thể vì điều này xác định hiệu quả của hệ thống, ông Frank Frankl nói. Ngoài ra, chúng tôi phải bao gồm tích hợp nhiệt trong quá trình để tối ưu hóa sự phục hồi nhiệt của chúng tôi.

Frankl lưu ý rằng họ sử dụng cùng một cách tiếp cận lưới kép để phát triển lò phản ứng được sử dụng trong mô hình pin nhiên liệu.

Hồi Thật thuận tiện khi bạn có thể sử dụng Chơi xì dách online công cụ khác nhau để xây dựng lưới tối ưu cho mỗi phần, ông Frank Frankl nói. Sau đó, thông thạo rất tốt trong việc kết hợp tất cả Chơi xì dách online lưới khác nhau thành một, dẫn đến một mô phỏng rất tốt trong đó tất cả Chơi xì dách online bộ phận yêu cầu độ phân giải cao được giải quyết tốt và Chơi xì dách online phần khác không quan trọng có thể có lưới thô hơn để

Hình dạng tàu

Phù hợp với một nhà máy hóa học đầy đủ chức năng vào Chơi xì dách online ràng buộc không gian của tàu chở hàng hoặc tàu khác không giống như tạo ra một mô hình quy mô của một cơ sở kích thước đầy đủ.

Đối với Chơi xì dách online kỹ sư FEPS, làm việc với một dấu chân nhỏ có nghĩa là nhiều hơn là chỉ thu nhỏ kích thước của mô-đun cung cấp hydro mà còn đưa ra những gì họ gọi là hình dạng lò phản ứng rất sáng tạo mà không gian của con tàu có thể phù hợp.

Đóng gói ngẫu nhiên của xi lanh

Hình 5. Mô phỏng một gói xi lanh ngẫu nhiên trên giường lò phản ứng được tạo bằng ANSYS Rocky, hiển thị Chơi xì dách online dòng chảy dòng khí. Trong mô phỏng này, nhiệt độ ở thành ống chứa giường đóng gói đã được cố định và truyền nhiệt từ tường sang chất lỏng, qua giường đóng gói, đã được đánh giá.

Họ cũng phải cân nhắc làm thế nào Chơi xì dách online cơn bão hoặc sóng mạnh có thể tạo ra Chơi xì dách online rung động hoặc tăng tốc có thể ảnh hưởng đến sức mạnh cấu trúc của nhà máy.

Sử dụng cơ học để mô hình hóa ảnh hưởng của Chơi xì dách online điều kiện hoạt động đối với Chơi xì dách online thành phần khác nhau cho phép Chơi xì dách online kỹ sư cân bằng kích thước và hình dạng với hiệu quả và hiệu quả, đảm bảo rằng một cơ sở có hình dạng độc đáo có thể chịu được Chơi xì dách online lực tự nhiên đó trong khi đáp ứng Chơi xì dách online yêu cầu chứng nhận. Bằng cách ghép nối cơ học với cuộc sống thiết kế NCode, công cụ hàng đầu của ngành để phân tích độ bền, Chơi xì dách online kỹ sư có thể phân tích toàn diện sự mệt mỏi, xác định Chơi xì dách online điểm yếu tiềm năng ở cấp độ thành phần và dự đoán tốt hơn tuổi thọ hoạt động của nhà máy.

Thuyền buồm mượt mà hơn

Một khi Chơi xì dách online kỹ sư đã hoàn thành Chơi xì dách online mô hình cho Chơi xì dách online mô-đun nhiên liệu và hydro, họ đã kết hợp chúng để mô hình hóa hành vi của toàn bộ hệ thống. Bước tiếp theo là xác minh và xác nhận Chơi xì dách online mô phỏng và sau đó sử dụng dữ liệu đo từ nguyên mẫu ban đầu để tăng độ chính xác và độ tin cậy của mô hình.

Thông qua quá trình phát triển ảo này, Chơi xì dách online E-Power Systems đã thực hiện một sự thay đổi theo nghĩa đen trong hiệu suất hàng hải bền vững, trả lời cuộc gọi từ doanh nghiệp và xã hội để có cách phát xạ thấp hơn để có được hàng hóa và người dân từ điểm A đến điểm B.

Xem xét sự gia tăng mức độ phổ biến của du lịch kỳ nghỉ và sự phụ thuộc mở rộng vào vận chuyển hàng hóa Chơi xì dách online thương mại toàn cầu, những tiến bộ này trong công nghệ PEMFC sẽ mang lại sự cứu trợ chào mừng Chơi xì dách online vùng biển quốc tế - và đến bầu không khí.

Đối với một ngành công nghiệp quyết tâm tham gia vào phong trào di động xanh, đơn vị năng lượng do hydro của Chơi xì dách online có thể có nghĩa là đi thuyền mượt mà hơn trong nhiều năm tới.