车用质子交换膜燃料电池系统的气场模拟及优化

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车用质子交换膜燃料电池系统的气场模拟及优化

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毕业论文范文题目：车用质子交换膜燃料电池系统的气场模拟及优化，论文范文关键词：车用质子交换膜燃料电池系统的气场模拟及优化
车用质子交换膜燃料电池系统的气场模拟及优化毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：质子交换膜燃料电池(PEMFC：ProtonExchangeMembraneFuelCell)因其具有能量效率高、低噪音、零污染、设计操作简单、低温启动、安全稳定等诸多优点而成为汽车新型替代能源的研究热点之一。为了发挥每个单电池的最大性能及进行有效的水管理，必须对燃料电池堆的进气系统进行有效的设计，以确保燃料电池进气系（本文此处忽略..）统能够将氢气和空气以一定的速度均匀的送到每个单电池。本文首先研究了燃料电池系统内部传质、传热基本原理，描述了质子交换膜燃料电池的三维数学模型，包括了流动和传质基本方程、多孔介质中的扩散模型、催化层中的电化学反应模型以及流道中水传输模型(VOF模型)。根据电堆的实际尺寸，建立了燃料电池进气系统的几何模型。为了简化计算，引（本文此处忽略..）入了多孔介质模型。利用建立的模型对电堆阴、阳极进气系统进行了模拟，结果表明，电堆阳极侧各单片进气较均匀，但是各单片进气速度太小，不利于进行水管理；电堆阴极侧各单片进气较不均匀，其差异值达到近4倍；电堆阴极进气从靠近进气总管进口到出口位置进气量依次增加。在计算所得的电堆气场分布条件下，运用Fluent软件的PEM模块对（略..）电堆中不同位置的单电池进行了模拟分析。分析了不同的入口边界条件对燃料电池性能的影响，结果表明随着进气量的增加，电池性能会相应的增加，但在电堆后半段电池性能的增加逐渐变缓；在此基础上得到了电堆的整体性能。利用VOF模型进行了电堆局部堵水的计算，分析了流道中液态水的受力情况及排水时间等，认为在本文所计算的电堆下水堵问题（本文此处忽略..）对反应影响不大，并可以顺利排出。设计了几种燃料电池进气系统布置方案，并分别进行了模拟分析。结果表明阳极采用分段串联进气、阴极采用双进口两端进气的方案是较优的，基本能够满足均匀性和水管理的要求。并在此基础上提出了电堆进气系统设计的一般原则。本文的研究对于质子交换膜燃料电池堆的设计具有一定的指导意义。

以上为本篇毕业论文范文车用质子交换膜燃料电池系统的气场模拟及优化的介绍部分。

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