Effects of Natural Gas Compositions on CNG Fast Filling Process for Buffer Storage System
Effets des compositions de gaz naturel sur le processus de remplissage rapide de GNC pour un système de stockage tampon
The Faculty of Mechanical Engineering, Shahrood
University of Technology, Shahrood - Iran
e-mail: mahmood.farzaneh@yahoo.co.uk - rahbarihamidreza@yahoo.com -
meh_deimi@yahoo.com
The accurate modeling of the fast-fill process occurring in Compressed Natural Gas (CNG) fuelled vehicle storage cylinders is a complex process and should be thoroughly studied. Final in-cylinder conditions should meet appropriate cylinder safety standards. The composition of natural gas plays an important role on its thermodynamic properties and consequently, on the fast-fill process and the final conditions. Here, a theoretical analysis has been developed to study the effects of the natural gas composition on the filling process of an onboard Natural Gas Vehicle (NGV) cylinder. The cylinder is assumed as a lumped system. The analysis is based on laws of thermodynamics and mass balance. Based on AGA8 Equation of State (EOS) and thermodynamics relationships, the required properties of natural gas mixtures have been calculated. The results are presented for an adiabatic system. The results show that the compositions of natural gas have great effects on the filling process and final in-cylinder conditions. Furthermore, the gas with less methane percentage in its composition is more suitable for the filling process.
Résumé
La modélisation précise du processus de remplissage rapide des bouteilles de Gaz Naturel Comprimé (GNC) pour l’alimentation de véhicules constitue un processus complexe et doit être parfaitement étudiée. Les conditions finales dans la bouteille doivent satisfaire à des normes de sécurité. La composition du gaz naturel joue un rôle important sur les propriétés thermodynamiques et en conséquence, sur le processus de remplissage rapide et ces conditions finales. Une analyse théorique a été développée pour étudier les effets de la composition du gaz naturel sur le processus de remplissage d’une bouteille de Gaz Naturel Véhicule (GNV) embarquée. La bouteille est considérée comme un système localisé. L’analyse est basée sur les lois de la thermodynamique et de conservation de masse. Les propriétés requises de mélanges de gaz naturel ont été calculées en s’appuyant sur l’équation d’état (EOS; Equation of State) AGA8 et les relations de la thermodynamique. Les résultats, présentés pour un système adiabatique, montrent que la composition du gaz naturel a des effets importants sur le processus de remplissage et les conditions finales dans la bouteille. En outre, le gaz présentant un moindre pourcentage de méthane dans sa composition est plus approprié pour le processus de remplissage.
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