透過多孔介質板熱濕傳遞特性的實驗研究.pdf

1、天津大學碩士學位論文透過透過多孔介質板熱濕傳遞特性的實驗研究多孔介質板熱濕傳遞特性的實驗研究ExperimentResearchonacteristicsofHeatMassTransferThroughPousMediaPlate一級學科：動力工程及工程熱物理學科專業(yè)：工程熱物理作者姓名：王飛指導教師：王世學教授天津大學機械工程學院二零一五年十二月I摘要質子交換膜燃料電池（PEMFC）是一種高效、無污染的新型動力源，其具有能量密度高、

2、啟動速度快以及燃料來源廣等優(yōu)點。質子交換膜中的水含量會影響膜的質子傳導能力以及機械強度，從而對燃料電池工作性能產(chǎn)生影響，因此對燃料電池進行水管理是必要的。電池內(nèi)部的反應生成水不足以維持電池各種工作狀態(tài)下的水平衡，所以采用外部增濕器對陰極進氣進行增濕是合理有效的辦法。本文主要研究一種以多孔碳板為核心技術的PEMFC外部增濕方式，通過實驗對多孔碳板熱濕傳遞特性的影響因素進行了研究。本文設計了測量透過多孔介質板的熱濕傳遞特性實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)由

3、兩個回路組成。本文進行了實驗系統(tǒng)所需的加熱加濕裝置各參數(shù)的計算，以確保實驗能夠順利進行。此外，還對整個實驗系統(tǒng)的水平衡進行了計算，并且對誤差結果進行了評估。本文針對流體流動參數(shù)對多孔介質板熱濕傳遞特性的影響進行了實驗研究，在使用相同的多孔介質板前提下，分別對氣體流量、增濕氣體溫度以及相對濕度等因素對多孔介質板熱濕傳遞特性的影響進行了實驗。結果表明：氣體流量的提高不利于被增濕氣體溫度和水分回收率的升高，但對水分傳遞量有促進作用；增濕氣體相

4、對濕度的提高對被增濕氣體的溫度和水分傳遞量提高有促進作用，但會導致水分回收率的降低；增濕氣體溫度的升高會明顯提高被增濕氣體的溫度，且對水分傳遞量及水分回收率的提高均有促進作用，說明提高增濕氣體進口溫度可以提高增濕器的熱濕傳遞性能。此外，本文還對多孔介質板的結構及物性參數(shù)對其熱濕傳遞特性的影響進行了研究。選取了不同表面特性以及孔隙率的多孔介質板，在不同流體流動參數(shù)下分別進行了實驗研究。結果表明：隨著增濕氣體進口相對濕度的提高，有肋面在高溫