25kW氢燃料电池系统用空压机转子运行稳定性分析
李民1
崔玉坤1
王清洁1
伍培明2
温朝伟2
高广东2
1.河南科技大学车辆与交通工程学院,河南洛阳 4710032.中原内配明达氢能源有限公司,河南焦作 454750
摘要：为满足氢燃料电池系统对高速稳定空压机的需求,使用软件仿真和实验结合分析的方法,对搭载了动压空气轴承的25 kW氢燃料电池系统用空压机转子系统进行稳定性分析.首先使用Creo建模软件建立了空压机转子系统动力学模型;再使用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真计算,探究了空气轴承支撑刚度以及轴承跨距对临界转速的影响;然后使用流固耦合法计算了径向轴承气膜表面压力与温度分布、平箔片变形程度和轴承承载力;最后在空压机性能测试实验台架上,测试了空压机额定转速下转子的振幅、轴心轨迹和转子振动情况,并进行了15万次启停实验与交变载荷实验和2 000 h高负载耐久实验.结果表明:在额定转速100 000 r/min时,转子系统轴心振幅为13.1 μm,整机振动加速度最大为17.64 m/s2,未出现异常振动现象;启停实验过程中温度维持在30～34 ℃,交变负载实验过程中温度维持在66～68 ℃,高负载实验过程中温度维持在94～96 ℃,3项耐久试验结束后轴承、叶轮未出现明显磨损,表现出良好的动态稳定性.
关键词：氢燃料电池空压机临界转速空气轴承轴心轨迹稳定性分析
分类号：TH452(气体压缩与输送机械)TK91(氢能及其利用)
资助基金：国家自然科学基金(22309043)河南省重点研发专项(231111242000)
论文发表日期：2024-12-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 1-8 )
英文信息