H2/空气质子交换膜燃料电池气体扩散层表面水滴行为的 VOF模拟研究

摘要：

在研发和设计H2/空气质子交换膜燃料电池时,如何促进扩散介质及气流通道内液态水的传输是需要考虑的主要问题之一.本文运用FLUENT软件流体体积(VOF)模块模拟了燃料电池气体扩散层表面液滴的形成、脱落及输运行为.液滴受气体剪切力、粘滞力和表面张力的共同影响,对不同的壁面浸润角和不同的气体剪切力,呈现出复杂的液滴动力学行为.考察了通道气体流速和扩散层表面浸润力对液滴行为的影响.结果表明,增大扩散层表面浸润角或入口气流速度均可以促进扩散层表面液滴的跃离,前者对液滴跃离的促进作用更大;扩散层表面的凹坑可以使液滴的跃离提前.此外,还发现阳极气流通道内液滴一旦形成,将更可能附着在扩散层表面而不易被气流带走.

关键词：质子交换膜燃料电池、微通道、气液两相流、VOF

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分类号：TK121;TM911(热力工程、热机)

资助基金：广东省自然科学基金重大基础培育项目2015A030308019;中国科学院"百人计划"项目;广州市科技计划项目2014J4100217

在线出版日期：2018-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：435-442