35 MPa氢气减压阀内部流动特性仿真研究

来源：机床与液压杂志2025年第5期北京时间：

作者：孙维福，刘仁豪，孟令宇，周如林

单位：北京天玛智控科技股份有限公司；北京天玛智控科技股份有限公司；北京天玛智控科技股份有限公司；北京天玛智控科技股份有限公司

摘要：氢气减压阀作为氢燃料电池汽车供氢系统中的关键部件，其性能对供氢系统运行的安全性和稳定性具有重要意义。然而氢气减压阀内部流道复杂，氢气在减压过程中形成强烈湍流，造成能量损耗和噪声。针对以上问题，基于氢气NIST真实气体模型和有限体积法，模拟35 MPa氢气减压阀内氢气的实际流动状态，研究高压氢气减压阀内部氢气流动特性，氢气在阀体与阀芯间隙位置压力迅速降低，速度增加并发生超音速流动，压力与速度变化幅度随阀芯开度增大而减小；减压阀出口氢气温度与入口温度相比升高，且温升随阀芯开度变大而降低；出口流量随阀芯开度增加而增加，阀芯与阀体间隙处及下游存在高强度湍流，间隙处湍流强度随阀芯开度增加而减小；减压阀内噪声主要在阀芯开口下游区域产生，且主要由湍流引起；为后续产品结构优化设计提供参考。

关键词：氢气减压阀;流场模拟;真实气体模型;车载供氢系统

基金资助：北京天玛智控科技股份有限公司项目(2023-TM-034-C1)