燃料电池系统膜增湿器传热传质性能研究

对大功率常压燃料电池系统膜增湿器的传热传质性能进行实验研究,确定了影响膜增湿器性能的主要因素,建立膜增湿器传热传质数学模型,仿真研究了这些因素对膜增湿器性能的影响机制.研究表明,降低增湿器操作压力,增大空气流量,提高进气温度有利于提高扩散系数;减小空气流量和降低干空气进口温度有利于降低膜内水含量梯度.     

常压燃料电池系统膜增湿器与焓轮增湿器性能比较

为比较用于大功率燃料电池系统的膜增湿器和焓轮增湿器性能,基于一维扩散方程建立了膜增湿器性能分析模型,基于表面扩散方程建立了焓轮增湿器性能分析模型,模拟了各操作参数对二者性能的影响,模拟结果与实验数据符合良好。分析表明,低空气流量、高进气温度和高转轮转速有利于提高焓轮增湿器表面扩散系数,膜增湿器内水含量梯度随空气流量增加而减小并在进气温度约40℃时达到最小值;焓轮增湿器动态响应能力优于膜增湿器。     

燃料电池系统焓轮增湿器性能分析模型

基于吸附过程原理建立了燃料电池系统焓轮增湿器传质模型,模拟研究了空气温度、流量和转轮转速等操作参数对焓轮增湿器性能的影响,模拟结果与实验数据吻合良好.操作参数对增湿器传质过程的影响机制分析表明,提高转轮转速、降低干空气流量和温度有利于提高转轮表面有效传质系数和增湿器传质性能.     

36kW金属双极板PEMFC性能特性研究

实验研究了上海空间电源研究所36kW金属板质子交换膜燃料电堆,在不同操作条件下的性能特性。结果表明工作温度增大有助于提高电堆性能,电堆最佳工作温度在75℃左右;空气增湿比氢气增湿对电堆的性能影响大,性能提高更明显;增大气体压力有利与提高气体反应效率,增大电堆输出功率;空气和氢气计量比对燃料电堆堆性能的影响较大,额定功率条件下,空气计量比为2.5,氢气计量比为1.2,电堆性能较好。本文实验对大功率金属板质子交换膜燃料电堆的系统参数优化有重要的参考意义。     

燃料电池气体温湿度与电堆性能分析

系统性能指标是实现燃料电池工程化应用的瓶颈之一,系统搭建和调试过程中,空气与燃料温湿度是影响质子交换膜燃料电池性能的重要因素,对系统控制策略和辅机搭配方案的制定产生很大影响。本文通过实验与统计相结合的研究方式,研究15 kW燃料电池电堆在增湿温度分别为60℃、70℃和80℃条件下分别进行氢空单侧增湿、双侧增湿和不增湿时的输出功率、发电效率和单电池电压一致性。其中输出功率采用测试台直接测量、发电效率通过经验公式计算、电压一致性则通过巡检记录和统计方法相结合的方式评价。结果表明70℃时各增湿方案下优于其他温度同等湿度条件下的电堆性能,有增湿条件明显优于无增湿方案电堆性能,而双侧增湿和氢空单侧增湿对电堆性能影响不大。     

利用TRIZ提高燃料电池增湿器的增湿能力

本文利用TRIZ创新方法提高燃料电池增湿器的增湿能力.通过TRIZ冲突分析、物质-场、"小人法"模型构建、分析与求解,获得8个解决方案,针对解决方案进行可行解的失效分析,最终确定两种组合解,并通过样机研制及试验证明其有效性.     

单效热压缩海水淡化系统变工况特性分析

通过建立单效热压缩海水淡化系统的热力学计算模型,计算分析了对于一定设计条件下的海水淡化装置,当给水温度和冷却水流量等运行工况的改变时对系统性能的影响,计算结果表明,当给水温度偏离设计值时,系统性能降低;通过调节冷却水流量,可以提高系统的运行性能,给水温度低于设计值时,降低冷却水流量可以提高系统工作性能,冷却水流量降低到一定值时,系统工作性能达到最佳;给水温度高于设计值时,提高冷却水流量可以获得高的系统性能,当冷却水流量提高到一定值时,系统性能达到最高点.     

潜艇均衡系统自流注水调节阀稳态噪声试验研究

本文模拟建立了潜艇均衡系统自流注水试验系统,对不同假海压力、不同系统流量、不同出口背压及串联2台调节阀时自流注水稳定过程振动噪声进行研究。结果表明:潜艇均衡注水振动噪声随着假海深度的增大而增大;空气噪声随流量调节阀开度的增大而增大,在流量调节阀开度为60°-70°之间,振动加速度及水动力噪声产生峰值;在出口背压为0-0.5 MPa之间时,振动噪声值均大于无背压状态,峰值为0.2 MPa;串联2台流量调节阀可大幅降低自流注水振动噪声。     

潜艇均衡系统自流注水调节阀稳态噪声试验研究

本文模拟建立了潜艇均衡系统自流注水试验系统,对不同假海压力、不同系统流量、不同出口背压及串联2台调节阀时自流注水稳定过程振动噪声进行研究。结果表明:潜艇均衡注水振动噪声随着假海深度的增大而增大;空气噪声随流量调节阀开度的增大而增大,在流量调节阀开度为60°～70°之间,振动加速度及水动力噪声产生峰值;在出口背压为0～0.5 MPa之间时,振动噪声值均大于无背压状态,峰值为0.2 MPa;串联2台流量调节阀可大幅降低自流注水振动噪声。     

电化学反应对甲烷直接内重整效能的耦合作用分析

本文以直接内部重整型固体氧化物燃料电池为对象,主要抓住研究对象的稳态特性,以尾气组分验证模型的正确性,着重分析电化学反应对甲烷直接内重整效能的耦合影响。结果发现,甲烷平衡转化率受甲烷流量、水碳比、压力变化的影响不是很大,仅对温度变化比较敏感;而氢气平衡转化率在不同甲烷流量、水碳比、压力及温度下的差别比较大;在电池放电电流增大的过程中,甲烷平衡转化率与氢气平衡生成率均有所提高,后者更为明显。电化学反应对甲烷直接内重整效能有很大的影响。