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国家自然科学基金(50876009)

作品数:5 被引量:23H指数:4
相关作者:王晓东张欣欣林林李升进杨立新更多>>
相关机构:北京科技大学北京交通大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金更多>>
相关领域:电气工程动力工程及工程热物理更多>>

文献类型

  • 5篇中文期刊文章

领域

  • 3篇电气工程
  • 2篇动力工程及工...

主题

  • 3篇电池
  • 3篇质子
  • 3篇质子交换
  • 3篇质子交换膜
  • 3篇质子交换膜燃...
  • 3篇质子交换膜燃...
  • 3篇燃料电池
  • 2篇流场
  • 1篇电流
  • 1篇水管理
  • 1篇瞬态
  • 1篇瞬态特性
  • 1篇牛顿流体
  • 1篇最佳化
  • 1篇流道
  • 1篇流道设计
  • 1篇流体
  • 1篇流型
  • 1篇幂律流体
  • 1篇假塑性

机构

  • 4篇北京科技大学
  • 1篇北京交通大学

作者

  • 4篇张欣欣
  • 4篇王晓东
  • 2篇林林
  • 1篇杨立新
  • 1篇冯黛丽
  • 1篇吴延鹏
  • 1篇李升进

传媒

  • 1篇北京科技大学...
  • 1篇哈尔滨工业大...
  • 1篇应用基础与工...
  • 1篇沈阳建筑大学...
  • 1篇Scienc...

年份

  • 3篇2010
  • 2篇2008
5 条 记 录,以下是 1-5
排序方式:
Optimization of a serpentine flow field with variable channel heights and widths for PEM fuel cells被引量:4
2010年
The present study proposes a modified serpentine flow field design in which the channel heights vary along each straight flow path to enhance reactant transport and liquid water removal. An optimization approach, combining a simplified conjugate-gradient method (inverse solver) and a three-dimensional, two-phase, non-isothermal fuel cell model (direct solver), has been developed to optimize the key geometric parameters. The optimal design has tapered channels for channels 1, 3 and 4 and increasing heights for channels 2 and 5 with the flow widths first increasing and then decreasing. The optimal channel heights and widths enhance the efficiency by 22.51% compared with the basic design having all heights and widths of 1 mm. The diverging channels have a greater impact on cell performance than fine adjustments of the channel widths for the present simulation conditions. The channel heights have more effect on the sub-rib convection, while the channel widths affect the uniformity of the fuel delivery more. The reduced channel heights of channels 2–4 significantly enhance the sub-rib convection to effectively transport oxygen to and liquid water out of the diffusion layer. The final diverging channel prevents significant leakage of fuel to the outlet via sub-rib convection.
LIN Lin, ZHANG XinXin, FENG HuTing & WANG XiaoDong Department of Thermal Engineering, School of Mechanical Engineering, University of Science and Technology Beijing, Bejing 100083, China
关键词:PEMOPTIMIZATION
流道面积比与阴极流量对交叉型流道PEMFC性能的影响被引量:6
2008年
建立三维PEMFC传输模型,分析阴极流道面积比与阴极流量对交叉型流道质子交换膜燃料电池局部传递特性与电池性能的影响,模型中考虑了液态水生成,以更接近电池实际操作状态.流道面积比代表燃料流动面积与电池总面积之比,较大的流道面积比可提高燃料直接扩散面积,使更多氧气通过扩散方式进入扩散层和催化层参与电化学反应,增进化学反应速率,增大局部电流密度,从而提升电池性能.但对于交叉型流道设计,模拟结果表明,由于流道中挡板的作用,燃料由自然扩散传质转变为强制对流传质,流道面积比的影响被消弱,最佳的电池性能出现在流道面积比为0.4时.结果也显示,提高阴极流量可改善电池性能.通过分析电池内部电流密度、氧气流量和液态水分布等局部传递特性,揭示了流道面积比与阴极流量对电池性能影响的内在原因.
杨立新王晓东李升进张欣欣颜维谋
关键词:质子交换膜燃料电池流道设计水管理
非牛顿幂律流体液滴铺展特性被引量:4
2008年
目的研究假塑性流体和胀流型流体在显微镜载玻片及云母表面上的铺展动力学.方法采用液滴铺展法测试两种流体在毛细区铺展半径随铺展时间的变化关系.结果对于完全浸润系统,铺展半径随时间的演化可用幂指关系表示,其中假塑性流体铺展指数m小于0.1,胀流型流体铺展指数m大于0.1.m小于0.1时铺展速率低于牛顿流体,m大于0.1时铺展速率高于牛顿流体,同时流体非牛顿效应越强,铺展指数偏离牛顿流体理论值0.1越大.部分浸润系统,铺展半径与时间呈非单一幂指函数关系.结论笔者提出的指数关系R描述其铺展的规律,可很好描述整个铺展过程液滴半径随时间的演化.假塑性流体和胀流型流体铺展定律与牛顿流体显著不同,幂指数n是影响铺展定律的关键参数.
吴延鹏王晓东张欣欣
关键词:幂律流体假塑性流体非牛顿流体
质子交换膜燃料电池流场设计最佳化的反问题求解方法被引量:5
2010年
为寻求最佳的流道高度参数,利用由简化共轭梯度法(反向求解器)和完整的三维、两相、非等温燃料电池数学模型(正向求解器)构成的质子交换膜燃料电池多参数最佳化反问题求解方法,将流道各弯头处高度作为搜寻变量(最佳化对象),以电池输出功率密度的倒数作为目标函数,通过搜寻目标函数最小值,得到了流道各弯头处最佳高度(最优化设计参数值).结果表明,最佳的蛇型流场除出口流道为高度渐扩型外,其余流道均为高度渐缩型,其性能比传统蛇型流场提高了约11.9%.渐缩型的流道强化了肋下对流,可有效移除肋条下方多孔扩散层中的液态水,提高反应气向多孔电极的传递速率,因而改善了电池性能.渐扩型的出口流道可防止过强的肋下对流导致燃料"短路",直接跨过多孔扩散层从电池出口流出造成燃料浪费.
林林冯黛丽王晓东张欣欣
关键词:质子交换膜燃料电池流场反问题共轭梯度法最佳化
直通与交叉流场质子交换膜燃料电池瞬态特性被引量:4
2010年
研究了质子交换膜燃料电池三维、两相瞬态数学模型,分析了电压负载变化方式、流道与肋条宽度比对直通和交叉流场燃料电池瞬态特性的影响.结果表明,多孔电极氧气浓度偏离其稳态分布是导致电流上冲和下冲的原因;而响应时间由膜中水的含量达到稳态分布所需时间决定.交叉流场相对直通流场在多孔电极具有更高的局部氧气浓度,导致电流上冲峰值与下冲谷值均高于直通流场.随流道与肋条宽度比增加,两种流场响应时间均增长,直通流场电流上冲现象增强,下冲现象减弱,而交叉流场,电流上冲与下冲现象均增强.
林林王晓东张欣欣
关键词:质子交换膜燃料电池
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