入口流速对质子交换膜氢燃料电池性能影响的仿真研究

质子交换膜氢燃料电池是一种新型高效的电化学储能技术。其在低电压、高电流密度工况下,阴极产水速率较高。如果液态水不能及时排出,在气体扩散层积聚导致水淹,将大幅降低燃料电池性能,甚至无法工作。本文基于Ansys Fluent软件对质子交换膜燃料电池进行建模仿真,研究不同入口流速对电池性能以及内部状态的影响规律。结果表明,保持阴阳极入口质量流率比恒定,当流速提高时,电池中的液态水饱和度不断增大;当阳极入口质量流率超过8×10^-6kg/s时,出现水淹现象,导致电池性能下降。本文的研究结果可以为燃料电池在高流速工况时的水管理提供有意义的参考。     

输氢管道起伏段变形对流场的影响研究

掺氢管道运输是降低氢气长距离运输成本的主要手段。本文利用FLUENT探究输氢管道起伏段凹坑、凸起和压痕等变形方式对10%、20%、30%和40%掺氢流动的影响。结果表明：变形形态和速度死区形成位置有关;压降受掺氢比和起伏管段重力势能变化影响;起伏管有助于气相融合均匀;压力脉动对压痕变形敏感。研究为氢气大规模运输提供了理论基础。