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Bild zum Druckverlust einer Hochdruck-Gasleitung

Fragestellung:

Wie müssen wir die Leitung, die Ventile und sonstigen Komponenten unserer Hochdruck-Gasleitung dimensionieren, damit der Druckverlust nicht zu hoch wird?

Projektziel:

Entwicklung eines Leitungssystems für den Wasserstofftank von Brennstoffzellenbussen mit minimalem Druckverlust.

Kunde:

Projektleiter, Bushersteller

Problembeschreibung unseres Kunden:

Brennstoffzellenbusse sind eine sehr gute Option für emissionsfreies Fahren, gerade in Innenstädten. Der Vorteil gegenüber Batteriebussen ist die hohe Reichweite und das schnelle Befüllen innerhalb von 6-10 Minuten.

Voraussetzung dafür ist aber, dass der Druckverlust im Leitungssystem nicht zu hoch ist.

Ziel dieses Projektes war, den Druckverlust rechnerisch so genau zu ermitteln, dass das Leitungssystem mit minimalen Kosten und maximaler Performance spezifiziert werden konnte.

Lösung:

Unser Kunde wünschte sich ein generisches Berechnungsmodell, mit dem er alle möglichen Kombinationen von Leitungen, Komponenten und Behältern rechnen kann.

Wir haben für ihn ein eindimensionales Modell in Matlab Simulink aufgebaut, das alle relevanten Effekte abbildet.

Herausfordernd ist, dass der Druck bis auf mehrere hundert bar geht und somit kein ideales Gasverhalten mehr gegeben ist.

Wenger Engineering verfügt über fast 10 Jahre Erfahrung im Bereich Betankung von Wasserstoff. Das Modell umfasst somit alle Varianten der Betankung, insbesondere natürlich die Betankung nach SAE J2601.

In dem Modell ist das Verhalten von Wasserstoff nach den aktuellsten Stoffdatenmodellen implementiert sowie parametrierbare Strömungs- und Druckverlustkorrelationen.

Wir konnten unserem Kunden damit helfen, die Leitungsquerschnitte, die erforderliche Wandrauigkeit auf der Innenseite sowie sämtliche Druckverlustbeiwerte von Ventilen, Rückschlagventilen etc. sauber zu spezifizieren und so schon sehr früh im Projekt für Klarheit zu sorgen.

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