质子交换膜燃料电池用膜增湿器仿真分析

摘要：

膜增湿器为质子交换膜燃料电池水热管理系统的关键部件,本研究考虑与燃料电池工作条件的强耦合,系统地进行了膜增湿器运行参数和几何参数的敏感性仿真分析.?基于Matlab/Simulink建立了膜增湿器稳态数学模型,分析了湿侧和干侧的入口质量流量、温度和压力以及膜厚度和面积对膜增湿器传热量、水分传递量、干侧出口相对湿度和水分传递率的影响.?研究表明:提高入口质量流量会提高传热量,并且能有效提高水分传递量,但会使水分传递率和出口相对湿度降低;干湿两侧温度的增加可以使膜中水的扩散系数和水传递量增加,但过高的温度会显著提高水蒸气饱和压力,降低水的活度,进而降低膜含水量,不利于水的传递;压力的变化对传热的影响很小,但总压的提高会使湿侧入口含湿量下降,水分传递量下降,但水分传递率升高;较大的膜面积以及较低的膜厚度能够提高膜水分传递量和水分传递率,可以有效地提高膜增湿器和燃料电池系统水热管理性能.

关键词：质子交换膜燃料电池、膜增湿器、数学模型、相对湿度、水分传递率

所属期刊栏目：44

分类号：TK91

资助基金：国家电网有限公司总部科技项目521205200010

在线出版日期：2022-05-30（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：1090-1097