質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)岱植技靶阅苎芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2023-06-19 18:33
近年來,隨著汽車尾氣的排放和大量化石燃料的燃燒,環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重,人們迫切需求一種新型的低污染或無污染的替代能源來解決當(dāng)下的環(huán)境污染問題;其中質(zhì)子交換膜燃料電池因能量密度高、工作溫度低、無污染等優(yōu)點(diǎn)成為了廣大科研工作者的研究熱點(diǎn)。本文基于質(zhì)子交換膜燃料電池的理論研究,進(jìn)行了以下工作:(1)基于質(zhì)子交換膜燃料電池的質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、組分守恒方程和傳質(zhì)方程等,建立了直流道矩形截面的質(zhì)子交換膜燃料電池?cái)?shù)值模型并進(jìn)行數(shù)值仿真研究;結(jié)果表明在相同的操作參數(shù)下此仿真結(jié)果與公開發(fā)表的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合,證明建立的數(shù)值模型正確并可用于后續(xù)的研究;(2)采用前述的仿真方法,再分別建立梯形、長圓形截面流道的PEMFC模型,并設(shè)置相同的操作參數(shù),研究不同流道截面對(duì)電池整體溫度分布、橫貫電極方向溫度分布、膜內(nèi)溫度分布以及對(duì)電池輸出性能的影響,從而得到使電池膜內(nèi)溫差最小、輸出性能相對(duì)最優(yōu)的流道截面;(3)以矩形截面流道為基礎(chǔ),分別建立了3種不同氣體擴(kuò)散層厚度的對(duì)稱氣體擴(kuò)散層PEMFC模型和6種非對(duì)稱氣體擴(kuò)散層厚度的PEMFC模型,研究了9種模型對(duì)電池內(nèi)部的溫度分布和輸出性能的影響,得出...
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 燃料電池的分類
1.3 質(zhì)子交換膜燃料電池
1.3.1 PEMFC的工作原理
1.3.2 PEMFC的優(yōu)點(diǎn)
1.4 質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)峁芾硌芯楷F(xiàn)狀
1.4.1 模型研究
1.4.2 實(shí)驗(yàn)研究
1.5 本文的主要工作
2 質(zhì)子交換膜燃料電池的數(shù)學(xué)模型
2.1 PEMFC流場分析模型
2.1.1 質(zhì)量守恒方程
2.1.2 能量守恒方程
2.1.3 動(dòng)量守恒方程
2.1.4 組分守恒方程
2.1.5 傳質(zhì)方程
2.2 PEMFC電化學(xué)模型
2.3 PEMFC熱力學(xué)
2.3.1 吉布自由能與可逆電位
2.3.2 能斯特電壓
2.4 PEMFC動(dòng)力學(xué)
2.4.1 PEMFC開路電壓
2.4.2 PEMFC的活化過電壓
2.4.3 PEMFC的歐姆過電壓
2.4.4 PEMFC的濃差過電壓
2.5 直流道矩形截面的PEMFC幾何模型
2.6 直流道矩形截面的PEMFC極化曲線
2.7 本章小結(jié)
3 流道截面形狀對(duì)PEMFC內(nèi)部溫度分布的影響
3.1 不同截面形狀的PEMFC流道模型
3.2 流道截面形狀對(duì)PEMFC內(nèi)部溫度分布的影響
3.2.1 電池整體溫度分布
3.2.2 PEMFC膜內(nèi)溫度分布
3.2.3 PEMFC橫貫電極方向溫度分布
3.3 不同流道截面形狀的PEMFC極化曲線
3.4 本章小結(jié)
4 氣體擴(kuò)散層厚度對(duì)PEMFC熱質(zhì)傳遞的影響
4.1 對(duì)稱結(jié)構(gòu)的PEMFC
4.1.1 不同氣體擴(kuò)散層厚度的PEMFC幾何模型
4.1.2 氣體擴(kuò)散層厚度對(duì)PEMFC內(nèi)部傳質(zhì)的研究
4.1.3 氣體擴(kuò)散層厚度對(duì)PEMFC內(nèi)部溫度分布的影響
4.1.4 不同對(duì)稱氣體擴(kuò)散層厚度的PEMFC極化曲線
4.2 非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的PEMFC
4.2.1 不同氣體擴(kuò)散層厚度的PEMFC幾何模型
4.2.2 氣體擴(kuò)散層厚度對(duì)PEMFC內(nèi)部水含量的影響
4.2.3 氣體擴(kuò)散層厚度對(duì)PEMFC內(nèi)部溫度分布的影響
4.2.4 不同氣體擴(kuò)散層厚度的PEMFC極化曲線
4.3 本章小結(jié)
5 進(jìn)氣方式對(duì)PEMFC內(nèi)部溫度分布及輸出性能的影響
5.1 不同進(jìn)氣方式所用PEMFC模型
5.2 交替進(jìn)氣原理
5.3 不同進(jìn)氣方式下膜中水含量的分布
5.4 不同進(jìn)氣方式下膜中溫度分布
5.5 不同進(jìn)氣方式下電池的輸出性能
5.6 周期性進(jìn)氣對(duì)膜中溫度分布的影響
5.7 陰極流道空氣流速對(duì)電池溫度及性能的影響
5.7.1 陰極流道空氣流速對(duì)電池溫度分布的影響
5.7.2 陰極流道空氣流速對(duì)電池輸出性能的影響
5.8 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果
本文編號(hào)：3834901
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/huaxuehuagong/3834901.html
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 燃料電池的分類
1.3 質(zhì)子交換膜燃料電池
1.3.1 PEMFC的工作原理
1.3.2 PEMFC的優(yōu)點(diǎn)
1.4 質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)峁芾硌芯楷F(xiàn)狀
1.4.1 模型研究
1.4.2 實(shí)驗(yàn)研究
1.5 本文的主要工作
2 質(zhì)子交換膜燃料電池的數(shù)學(xué)模型
2.1 PEMFC流場分析模型
2.1.1 質(zhì)量守恒方程
2.1.2 能量守恒方程
2.1.3 動(dòng)量守恒方程
2.1.4 組分守恒方程
2.1.5 傳質(zhì)方程
2.2 PEMFC電化學(xué)模型
2.3 PEMFC熱力學(xué)
2.3.1 吉布自由能與可逆電位
2.3.2 能斯特電壓
2.4 PEMFC動(dòng)力學(xué)
2.4.1 PEMFC開路電壓
2.4.2 PEMFC的活化過電壓
2.4.3 PEMFC的歐姆過電壓
2.4.4 PEMFC的濃差過電壓
2.5 直流道矩形截面的PEMFC幾何模型
2.6 直流道矩形截面的PEMFC極化曲線
2.7 本章小結(jié)
3 流道截面形狀對(duì)PEMFC內(nèi)部溫度分布的影響
3.1 不同截面形狀的PEMFC流道模型
3.2 流道截面形狀對(duì)PEMFC內(nèi)部溫度分布的影響
3.2.1 電池整體溫度分布
3.2.2 PEMFC膜內(nèi)溫度分布
3.2.3 PEMFC橫貫電極方向溫度分布
3.3 不同流道截面形狀的PEMFC極化曲線
3.4 本章小結(jié)
4 氣體擴(kuò)散層厚度對(duì)PEMFC熱質(zhì)傳遞的影響
4.1 對(duì)稱結(jié)構(gòu)的PEMFC
4.1.1 不同氣體擴(kuò)散層厚度的PEMFC幾何模型
4.1.2 氣體擴(kuò)散層厚度對(duì)PEMFC內(nèi)部傳質(zhì)的研究
4.1.3 氣體擴(kuò)散層厚度對(duì)PEMFC內(nèi)部溫度分布的影響
4.1.4 不同對(duì)稱氣體擴(kuò)散層厚度的PEMFC極化曲線
4.2 非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的PEMFC
4.2.1 不同氣體擴(kuò)散層厚度的PEMFC幾何模型
4.2.2 氣體擴(kuò)散層厚度對(duì)PEMFC內(nèi)部水含量的影響
4.2.3 氣體擴(kuò)散層厚度對(duì)PEMFC內(nèi)部溫度分布的影響
4.2.4 不同氣體擴(kuò)散層厚度的PEMFC極化曲線
4.3 本章小結(jié)
5 進(jìn)氣方式對(duì)PEMFC內(nèi)部溫度分布及輸出性能的影響
5.1 不同進(jìn)氣方式所用PEMFC模型
5.2 交替進(jìn)氣原理
5.3 不同進(jìn)氣方式下膜中水含量的分布
5.4 不同進(jìn)氣方式下膜中溫度分布
5.5 不同進(jìn)氣方式下電池的輸出性能
5.6 周期性進(jìn)氣對(duì)膜中溫度分布的影響
5.7 陰極流道空氣流速對(duì)電池溫度及性能的影響
5.7.1 陰極流道空氣流速對(duì)電池溫度分布的影響
5.7.2 陰極流道空氣流速對(duì)電池輸出性能的影響
5.8 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果
本文編號(hào)：3834901
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