Mathematische Modellierung einer CNG-Tankstelle

Einer der wichtigsten Parameter bei der Planung einer Erdgastankstelle ist die detaillierte Modellierung des Schnellfüllvorgangs. In dieser Arbeit wurde ein neues mathematisches Modell entwickelt, um den Schnellbefüllungsprozess an Druckgas-Tankstellen zu analysieren. Dieses neue Modell ist einzigartig, da auch die Verbindungsleitungen zwischen den Vorratstanks und den Fahrzeugflaschen berücksichtigt wurden. Um den Prozess zu modellieren, wurden die Zustandsgleichung, die Kontinuitäts-, Impuls- und Energiegleichungen für verschiedene Teile des Systems gelöst. Die Ergebnisse wurden anhand der experimentellen Daten validiert, um die Auswirkungen der Verbindungsrohre zu untersuchen. Die numerischen Werte des Massendurchsatzes stimmen mit den experimentellen Werten überein. Die Studie wurde sowohl für Kaskaden- als auch für Pufferspeichersysteme durchgeführt. Es werden Schwankungen des Drucks und der Machzahl an verschiedenen Stellen des Systems sowie die Auswirkungen der Temperatur des Vorratsbehälters auf den Druck und die Temperatur im Zylinder des Erdgasfahrzeugs dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Druckverlust durch Rohre sehr wichtig ist und berücksichtigt werden sollte.