NFX|压缩空气储能仿真分析
压缩空气储能
是一种将电能转化为空气压力势能和储热介质热能进行存储，在用电高峰时又转换为电能的大型储能技术。它利用电网过剩电能，通过压缩机压缩空气存储电能，并将压缩空气运输至岩石洞穴、废弃盐洞、废弃矿井或者储气罐中；在电网高负荷期间，放出储气库内高压气体，经过燃烧室或换热器加热，升高至一定温度送至涡轮膨胀机，将压缩空气的压力势能和热力势能转变为膨胀机的机械功输出，驱动发电机发电。
*图片来源网络
midasNFX在解决压缩空气储能系统上应用广泛，例如：旋转机械的性能分析，管网系统的1DCFD分析，储气室的热流固耦合分析以及换热器的速率分析等等。Step1: 几何
支·件的直接导入和各种中间几何文件格式的导入，一键优化圆角、孔洞、小面等高效的几何建模操作，提高工程师前处理工作效率。
例”储气室结构模型可通过autoCAD、Revit、犀牛等常用软件转换dxf\stp\iges 等格式进行导入;压缩机、换热器等复杂几何可直接通过SolidWorks、UG等商用软件直接打开，无需转换。并且可支持导入SolidWorks的固体材料和边界。”
Step2: 材料
支持不可压缩/可压缩材料，理想/非理想气体、牛顿/非牛顿流体等丰富的材料类型。
例“压缩空气储能系统中，空气必须考虑可压缩特性，并且使用理想气体材料类型，配合可压缩求解器，达到更准确的模拟效果”
Step3: CFD边界
多模块集成边界条件，分为一般CFD边界、传热CFD边界、电场、高级CFD边界以及1D CFD 边界。设置一目了然，以应对不同的的实际场景需求。
例“一个完整的储能过程，可能包含多个充气-储气-放气等多个循环，可采用CFD函数或表格来自定义变化的充气速率、温度、压强等参数”
Step4: 分析工况
仅考虑流体作用可以采用稳态或瞬态CFD分析，如果考虑流体和固体的共同作用，则需要进行流固耦合，若同时考虑温度变化则需要进行热流固耦合分析。在NFX中仅需勾选相应分析模块即可。
Step5: 结果查看 
结果比对
小结
1.NFXCFD通过有限元热流分析与参考文献中通过数值差分得到的压缩空气温度与压力结果在储气库充储放储全过程中变化趋势一致。
2.平均最高温度比文献结果高10℃，最低温度比文献低-0.36℃，这是由于文献中计算考虑密封层、围岩、岩石等结构热传导，由于文献中未给出具体建模参数，本次验证过程中忽略了其结构导热的作用，以对流换热系数表征结构的导热作用。
3.平均最高压力与文献结果相比高0.5MPa,平均最低压力比文献低0.15MPa，与温度规律一致。
midas NFX不仅能实现以上分析，还可以满足更多实际分析需求
1.分析不同蓄热介质热物性差异对换热器效能的影响；
2.分析蓄热材料对储气室最高压力、储能效率、储热效率、储能密度、蓄热系统运行压力的影响；
3.在相同储气条件下，对比分析恒压比和变压比不同储能模型在压气机耗功和储能阶段效率等方面的差异；
4.对比恒温储气室、绝热储气室和实际储气室三种储气室模型下系统的性能参数，研究各种储气模型的优缺点；
5.采用热流固耦合分析，分析储气室安全稳定性。
