质子交换膜燃料电池两相流动和传递现象的三维数值模拟-化工学报.PDF

第 卷 第 期 化 工 学 报 ５６ ７ Ｖｏｌ．５６ Ｎｏ．７ 　 　 　 　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　　 　 年 月 （ ） ２００５ ７ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒ ａｎｄ Ｅｎｉｎｅｅｒｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｊｕｌ ２００５ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ｙ ｇ ｇ ｙ 檭 殐檭檭檭檭檭殐 檭 研究论文檭 质子交换膜燃料电池两相流动和 殐 殐 檭 檭檭檭檭檭 传递现象的三维数值模拟 胡桂林，陈 松，樊建人，岑可法 　 （浙江大学热能工程研究所，能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室，浙江 杭州 ３１００２７） 摘要：为更好地模拟质子交换膜燃料电池内的复杂传递过程，发展了一个三维稳态的、非等温的气液两相流模 型，模型综合考虑电池内的流动、传热、传质等过程，以及水的相变过程对电池内传质和温度场的影响．本模 型的特性是可以详细地模拟和估计电极电化学动力学，考虑电子在扩散层和催化层，以及质子在膜相中的传递 规律 通过数值计算得到了详细的组分浓度、电位和温度等在电池内的空间分布 比较了估算的极化性能与文 ． ． 献中的实验数据，结果表明两者较好地相符合． 关键词：燃料电池；质子交换膜；两相流；传递现象；数值模拟 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） ＴＭ ９１１．４ Ａ ０４３８－１１５７ ２００５ ０７－１３０５－０６ 　　　　　　 犜犺狉犲犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾狀狌犿犲狉犻犮犪犾狊犻犿狌犾犪狋犻狅狀狅犳狋狑狅犺犪狊犲犳犾狅狑犪狀犱 狆 狋狉犪狀狊狅狉狋犺犲狀狅犿犲狀犪犻狀 狉狅狋狅狀犲狓犮犺犪狀犲犿犲犿犫狉犪狀犲犳狌犲犾犮犲犾犾 狆 狆 狆 犵 ， ， ， 犎犝犌狌犻犾犻狀 犆犎犈犖犛狅狀 犉犃犖犑犻犪狀狉犲狀 犆犈犖犓犲犳犪 犵 （ ， ， ， ， ） 犐狀狊狋犻狋狌狋犲 狅狉犜犺犲狉犿犪犾犘狅狑犲狉犈狀犻狀犲犲狉犻狀 犪狀犱犆犈牔犈犈 犣犺犲犻犪狀 犝狀犻狏犲狉狊犻狋 犎犪狀狕犺狅狌３１００２７ 犣犺犲犻犪狀 犆犺犻狀犪 犳 犵 犵 犼 犵 狔 犵 犼 犵 ： ， ， 犃犫狊狋狉犪犮狋 Ａｓｔｅａｄｓｔａｔｅ ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍａｌａｓｌｉｕｉｄｔｗｏｈａｓｅｍａｔｈ