質(zhì)子交換膜燃料電池中溫度分布的模擬.pdf

1、本文主要使用計算機(jī)模擬的方法來分析電池內(nèi)溫度分布規(guī)律，使用了計算流體力學(xué)軟件Fluent中的燃料電池模塊進(jìn)行模擬計算。 首先分析了PEMFC的熱源，指出電池內(nèi)熱量一部分是由電化學(xué)反應(yīng)直接或間接產(chǎn)生，另一部分與電化學(xué)反應(yīng)無關(guān)由氣體加濕或冷卻水帶走。闡述了模擬工作中用到的相關(guān)數(shù)學(xué)模型。分析了目前直接測量電池溫度分布的實驗方法，將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行了對比，驗證了模擬的有效性。 探討了不同的操作條件和電池參數(shù)對電池內(nèi)溫度分布

2、的影響，結(jié)果表明氣體的相對濕度越高，膜的溫差越大，膜上最高溫度的位置隨加濕程度的變化而變化，加濕程度高時最高溫位置靠近進(jìn)口，加濕程度低時最高溫位置靠近出口；過高的氣體壓力會在電池局部產(chǎn)生很高的溫度；陽極氣體過量系數(shù)對溫度分布的影響因素大于陰極氣體過量系數(shù)的影響；擴(kuò)散層導(dǎo)熱系數(shù)對電池內(nèi)溫度分布的影響是巨大的，導(dǎo)熱系數(shù)為0.3W/(m·K)時，溫差多達(dá)20K，而導(dǎo)熱系數(shù)為19W/(m·K)時，電池內(nèi)溫度為恒溫的。 探討了冷卻介質(zhì)的加