Bỏ qua nội dung chính

      

Blog ANSYS

ngày 15 tháng 11 năm 2023

Freudenberg mang Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 hải đã tìm kiếm?

Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 kỹ sư tại Đức, Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 tính carbon có thể mở rộng cho Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 tàu thủy điện lớn nhất của ngành công nghiệp giao thông-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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 ngành công nghiệp hạng nặng xuất hiện dưới dạng một nhà máy hóa chất 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 hải Freudenberg. Hệ thống bao gồm mô -đun tạo hydro, mô -đun pin nhiên liệu và mô -đun điện tử.

Kỹ sư đã sử dụngsòng bạc việt, Cơ khí Sòng bạcĐể mô hình hóa Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 tế bào nhiên liệu, lò phản ứng và Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 thành phần khác. Họ cũng đã sử dụngCasino chơi như thếĐối 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 năm2, và điều đó không bao gồm Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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

Nhưng như cả ngành công nghiệp hàng hải và du thuyền đều lưu ý, sẽ cần sự khéo léo về công nghệ để thu hẹp khoảng cách giữa Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 mục tiêu và thực tế, và không ai lãng phí thời gian giải quyết vấn đề. Trong một cách tiếp cận toàn bộ, tất cả mọi người từ Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 cố vấn trong ngành đến Cơ quan An toàn Hàng hải Châu Âu đã nghiên cứu Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 lựa chọn thay thế cho Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 động cơ đốt trong thông thường để đẩy và sức mạnh trên tàu.

Kỹ sư tại Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 hệ thống điện tử Freudenberg đã xây dựng dựa trên Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 hydro khổng lồ mà không chiếm quá nhiều không gian hàng hóa quý giá.

Một cách tiếp cận mới

Sử dụng Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 PEMFC ở nhiệt độ thấp cho Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 phát 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 yêu cầu về sức mạnh hoặc khoảng cách của Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 yếu tố khác trong Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 phân tử nơi nó xảy ra, sau đó được lưu trữ ở trạng thái lỏng hoặc dưới dạng khí nén cao.

Giải pháp Freudenberg 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 trực tiếp trong động cơ đốt trong, chỉ không tạo ra khí thải oxit nitơ. Thay vào đó, năng lượng hóa học được lưu trữ trong nhiên liệu được chuyển đổi trực tiếp thành năng 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-Zero như thế nào? Như Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 CO2. Nói cách khác, nguồn gốc của Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 sản phẩm cấu thành có vấn đề, và đó là một thứ gì đó mà Freudenberg đã xem xét.

Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 thập kỷ để đi

Để phát triển nhà máy trên tàu của họ, Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 ứng dụng ô tô.

Đây là nơi lưu thông và khả năng chia lưới mạnh mẽ của nó xuất hiện.

Tuổi thọ pin nhiên liệu phụ thuộc vào một số biến, nhưng thiết kế thành phần và điều kiện vận hành là chìa khóa để phát triển một sản phẩm có thể đi khoảng cách. 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 kỹ sư cho phép Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 kỹ sư hình dung và điều tra ảnh hưởng của Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 điều kiện hoạt động đến Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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, Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 dạng pin nhiên liệu bao gồm Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 thành phần trong phạm vi CM-ví dụ, Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 tấm lưỡng cực-nhưng cũng -Assugging, xông Damerow nói.

Single cell assembly of Bắt cờ bạc online mới nhất 2024'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). Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 tấm lưỡng cực hướng dẫn dòng chảy của Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 chất phản ứng đến MEA.

Cấu trúc của màng-điện cực-điện cực (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 hình dạng của pin nhiên liệu bao gồm cả Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 thành phần rất mỏng và đáng chú ý. Do đó, việc tạo ra một lưới với độ phân giải và chất lượng đủ trên Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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.

Fluent cũng giúp Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 kỹ sư tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống bằng cách tối đa hóa việc tạo hydro thông qua chuyển đổi metan hoặc metanol tốt hơn và cải thiện sự phục hồi nhiệt.

Hồi Chúng tôi phải tối ưu hóa dòng chảy trong Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 lưới khác nhau thành một, dẫn đến một mô phỏng rất tốt trong đó tất cả Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 bộ phận yêu cầu độ phân giải cao được giải quyết tốt và Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 phần khác không quan trọng có thể có lưới thô hơn để

hình dạng tàu

202628_202787

Đối với Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 kỹ sư FEPS, làm việc với một dấu chân nhỏ có nghĩa là nhiều hơn chỉ là thu nhỏ kích thước của mô-đun cung cấp hydro mà còn đưa ra những gì họ gọi là phản ứng rất sáng tạo có thể phù hợp với không gian của con tàu.

Đóng gói ngẫu nhiên của xi lanh

Hình 5. Một mô phỏng đóng gói ngẫu nhiên Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 xi lanh trên giường lò phản ứng được tạo bằng ANSYS Rocky, hiển thị Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 cơn bão hoặc sóng mạnh có thể tạo ra Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 rung động hoặc tăng tốc có thể ảnh hưởng đến sức mạnh cấu trúc của nhà máy.

212344_212892

Thuyền buồm mượt mà hơn

Một khi Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 kỹ sư đã hoàn thành Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 mô hình cho Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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, Freudenberg E-Power Systems đã tạo ra một sự thay đổi theo nghĩa đen về hiệu suất Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 hải bền vững, trả lời cuộc gọi từ doanh nghiệp và xã hội theo cách phát hành thấp hơn để có được Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 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 Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 thương mại toàn cầu, những tiến bộ này trong công nghệ PEMFC sẽ mang lại sự cứu trợ chào mừng đến 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 Freudenberg có thể có nghĩa là đi thuyền mượt mà hơn trong nhiều năm tới.