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.     

LiCl溶液除湿器的数值模拟和性能分析

文中对LiCl溶液除湿器的传热传质过程进行热力学分析,根据除湿器结构、溶液与空气的流动方式建立了该除湿器的热质交换物理模型和数学模型,并进行了推导和求解;通过MATLAB仿真模拟,计算空气和溶液进口参数的变化对相关指标的影响,得到除湿器各入口参数对评价指标的影响曲线.模拟分析表明:除湿溶液进口质量浓度、温度、质量流量和空气进口质量流量对除湿器性能具有较大影响;同时也验证了湿阻与溶液除湿系统除湿性能之间的关系,为进一步研究提供参考.     

大功率燃料电池堆氢气膜增湿系统实验研究

对70 kW常压质子交换膜燃料电池堆氢气膜增湿系统的传热传质特性进行了实验研究.管壳式膜增湿器应用于大功率燃料电池堆氢气增湿系统具有增湿速率快、被增湿氢气润湿程度好的优点.利用液态水对氢气进气进行增湿,实验中被增湿后氢气总能够达到过饱和状态,氢气流量一定时,膜增湿器增湿水进出口温差随水流量增大而降低,氢气出口温度随着液态水流量升高而接近增湿水进口温度;增大增湿水流量能够降低增湿水通过膜增湿器前后温差.增湿水温度和流量一定时,燃料电池堆负荷增大,被增湿氢气出口相对湿度变化不明显.     

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。     

诱导轮对离心泵空化性能影响数值分析

为了提髙诱导轮离心泵的空化性能和运行稳定性，阐明诱导轮对离心泵空化性能的影响规律，以某型船用凝水泵为研究对象，采用数值模拟手段预测前置诱导轮的空化性能，同时预测了多工况下叶轮的空化性能。数值模拟结果表明：在小流量工况和额定工况下，空化性能曲线基本一致；在大流量工况下，空化特性曲线波动相对比较严重，空化性能较差。     

低比转速喷水推进轴流泵空化性能研究

基于低比转速喷水推进轴流泵空化性能重要性的分析,对所设计的低比转速喷水推进轴流泵水力模型在设计流量下进行CFD空化模拟,分析空化特性和空化发生、发展过程,并通过模型空化试验比较验证数值模拟结果。比较表明:设计流量下,模型试验与数值模拟结果相吻合。研究结果为低比转速喷水推进轴流泵空化性能的深入研究提供参考。     

中空纤维膜接触器吸收低浓度CO2气体研究

采用疏水性中空纤维膜接触器为吸收装置,以一乙醇胺(MEA)为吸收液,对低浓度CO2(≤0.5%)进行吸收,考察吸收液浓度、吸收液流量、气体流量和进气CO2浓度对CO2吸收效率η和总体积传质系数KGa的影响规律.结果表明,膜吸收法可以处理浓度为0.1%～0.5%的CO2,且保持较高的吸收效率;吸收过程受气相阻力控制,液相阻力对CO2的传质性能影响不大.根据传质理论,建立传质数学模型,模型结果与试验结果基本一致.     

海洋环境条件对船舶间冷循环燃气轮机性能的影响

针对未来大型船舶活动海区的海洋环境特点,分析了外界空气温度、海水温度、空气湿度、空气盐度、海水盐度等对船舶间冷循环燃气轮机的性能影响。研究结果表明,外界空气温度对间冷循环燃气轮机性能影响最大,随着外界空气温度的升高,间冷循环燃气轮机的进口空气流量、输出功率和效率均有不同程度的下降;随着海水温度的增加,机组效率和功率均下降,但影响不大;大气湿度在常温下影响较小,但在高温环境条件下不容忽视,空气盐度、海水盐度也会在一定程度上影响间冷循环燃气轮机的性能。