Возможности широкого освоения водорода в топливных системах

Abstract

This article presents a brief review of the integrated approach to the development of hydrogen fuel in various fuel systems. The authors disclose the notion of optimality of the fuel system and explain the necessity of forming a common ground infrastructure for hydrogen fuel supply of ground and air transport with the use of composite cylinders of the same type and pressure level (up to 70 MPa). Necessity to cool hydrogen gas, which is being pumped into a high-pressure balloon, is shown. Calculation of the nitrogen-hydrogen heat exchanger according to the traditional method in a stationary setting is carried out. A non-stationary mathematical model of the heat state of a heat exchanger is given. Calculation and experimental results of tests of a heat exchanger for cooling hydrogen gas with liquid nitrogen are presented. The estimation of the received results is presented.

Представлен краткий обзор комплексного подхода к освоению водородного топлива в различных топливных системах. Раскрыто понятие оптимальности топливной системы. Показана необходимость формирования общей наземной инфраструктуры по обеспечению водородным топливом наземного и воздушного транспорта с применением композитных баллонов одного типа и уровня давления (до 70 МПа). Аргументирована необходимость охлаждения газообразного водорода, заправляемого в баллон высокого давления. Проведен расчет азотно-водородного теплообменного аппарата по традиционной методике в стационарной постановке. Приведена нестационарная математическая модель теплового состояния теплообменного аппарата. Приведены расчетно-экспериментальные результаты испытаний теплообменного аппарата для охлаждения газообразного водорода жидким азотом. Представлена оценка полученных результатов.