氫能是理想的能源載體,是化石燃料的最佳替代品。電解水制氫是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制氫從而通往“氫經(jīng)濟(jì)”社會的必由之路,因此對電解水制氫開展深入的研究非常有必要。本文以工程熱物理和電化學(xué)理論的交叉內(nèi)容為基礎(chǔ),致力于研究水電解過程中的流體動力學(xué)行為和傳質(zhì)特性,改變電流密度,探究酸性環(huán)境中兩種不同尺寸電解槽內(nèi)的流體運(yùn)動情況和能質(zhì)傳輸機(jī)理。該實(shí)驗(yàn)采用粒子圖像測速法（簡稱PIV）和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)進(jìn)行研究。粒子圖像測速法（PIV）是一種測量技術(shù),通過測量流場中示蹤粒子在特定時間間隔內(nèi)的位移,獲取流體橫截面中的瞬時速度。示蹤粒子對PIV測量結(jié)果的準(zhǔn)確性影響非常大,實(shí)驗(yàn)選擇直徑200nm的Ti O2作為示蹤粒子,發(fā)展一種適用于實(shí)驗(yàn)的添加方法:將少量示蹤粒子加入到裝有電解液的小燒杯中,攪拌配成懸濁液,再將適量懸濁液倒入電解槽中,以此降低Ti O2顆粒表面能,減少團(tuán)聚和沉降現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,氣泡驅(qū)動對流對電解液的對流傳輸具有明顯影響。氫氣泡（陰極,左）驅(qū)動對流導(dǎo)致較大的順時針方向旋轉(zhuǎn)流動,氧氣泡（陽極,右）驅(qū)動對流產(chǎn)生較小的逆時針方向旋轉(zhuǎn)流動。極板之間間距較小時會產(chǎn)生更高的水電解反應(yīng)速率和更好的傳質(zhì)現(xiàn)象。電解水過程中會... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同的VPERGEs結(jié)構(gòu)

現(xiàn)如今三維粒子圖像測速技術(shù)已經(jīng)開始被廣泛使用，也是流場測量更為推廣段。PIV 技術(shù)的產(chǎn)生也有其技術(shù)基礎(chǔ)。首先就是圖像處理技術(shù)的發(fā)展和陣列式計生給處理圖像提供了實(shí)現(xiàn)的可能。這是技術(shù)發(fā)展的大局決定了的，它注定會示所獲得的定性圖像推向定量化，可以說粒子圖像測速技術(shù)所用的多數(shù)方法流動顯示技術(shù)的自然延伸和擴(kuò)大。.2 PIV 技術(shù)測量原理PIV 技術(shù)的基本原理是：在流場中散播一些跟隨性和反光性良好且比重與流示蹤粒子，用自然光或激光片光源照射所測流場區(qū)域，形成光照平面使用 像設(shè)備獲取示蹤粒子的運(yùn)動圖像，并記錄相鄰兩幀圖像序列之間的時間間隔拍攝到的連續(xù)兩幅 PIV 圖像進(jìn)行互相關(guān)分析，識別示蹤粒子圖像的位移，從體的速度場[72]。

為和對流 水電解制氫電解槽內(nèi)能質(zhì)傳輸機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究20圖3.1 氣泡驅(qū)動示意圖3.2 實(shí)驗(yàn)裝置3.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置針對酸性電解液生產(chǎn)氫氣的影響因素，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計制作了一組用于測量電解液的實(shí)驗(yàn)裝置。圖 3.2 是實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。該裝置主要有三個部分組成：有機(jī)玻璃制成的透明電解槽、恒壓電源和 PIV 系統(tǒng)。電解槽的工作電極是由直徑 0.2mm 的鉑金絲制成，如圖 3.3，鉑金絲環(huán)繞并固定在槽體兩側(cè)。恒壓電源為電解槽提供不同的實(shí)驗(yàn)電壓，各實(shí)驗(yàn)設(shè)備的出廠參數(shù)如表 3.1 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3588827