质子交换膜燃料电池动态特性实验研究

质子交换膜燃料电池动态特性的研究对于实际应用来说非常重要,实验研究了质子交换膜单体燃料电池在负载动态变化及启动过程中性能的响应.基于计算机控制的负载变化,得到了在不同进气加湿程度下电池性能在负载突变时的响应和在启动工况中的变化,结果表明电池电流对电压动态变换的响应很迅速,突变工况下电流密度出现了过增现象,高加湿程度的电池在设计启动过程中获得了更好的性能.     

质子交换膜燃料电池性能优化实验研究

质子交换膜燃料电池是-种能量转换装置,具有效率高、噪音低、无污染等优点。本文使用正交实验法和方差分析法研究了流场板结构、运行温度、阴阳极相对湿度和阴阳极流量对电池性能的影响,并对电池性能进行了优化.性能指标采用最大功率和最高效率。研究结果表明,流场板结构和运行温度对最大功率有显著影响,流场板结构和阳极流量对最高效率有显著影响。对所研究的电池下列组合可得最优性能:蛇形流场板-运行温度70℃阴极相对湿度0%-阳极相对湿度100%-阴极流量0.263 SLPM-阳极流量0.525 SLPM。     

直流道PEMFC两相流数学模型

建立直流道质子交换膜燃料电池(PEMFC)三维非等温两相流数学模型,基于质子交换膜与气体之间的水分传递特征,综合考虑电渗、浓度扩散及电化学反应作用的影响,发展了膜电极水分传递的非平衡扩散模型.并自主开发程序代码对电池内复杂的多物理场耦合传递过程进行数值模拟,研究PEMFC电极内气态水、液态水分布、质子膜含水量分布和水迁移特性等,分析单电池内部的温度分布特征,并获得电池极化性能曲线.     

不同进气湿度PEMFC动态响应分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作参数的影响最终要体现在对电池内传质过程的影响上。实验得到了在不同进气加湿程度下电池性能在启动工况中的变化,基于非稳态数学模型计算了不同阴极入口湿度下电池在负载渐变工况下膜内含水量和电流密度的瞬态响应,并与相应的实验工况进行了对比。     

PEMFC尾气冷凝的自增湿运行

为增强质子交换膜的导电特性,在燃料电池,特别是大功率长时间运行的电堆中,需要有大量的加湿水。本文提出用冷凝器来冷却出口尾气,以收集大量的液态水并实现电池自增湿的方法。结果表明:尾气经冷凝降到一定温度分离出的液态水能有效满足反应气体的加湿要求,实现电堆的自增湿运行。     

PEMFC的两种三维两相非等温数值计算的对比

采用两相非等温模型,分别针对具有27条流道的全电池和典型单元的稳态工作过程进行了三维数值模拟,并着重对比和分析了2种模型液态水饱和度、相变源项和温度的计算结果.发现在相同计算工况和计算条件下,目前文献中广为采用典型单元模型和全电池模型的模拟结果无论是变化趋势还是变化幅度均存在很大差异,如典型单元模型中液态水饱和度远低于全电池模型的情形.这些差别主要是由于两种模型边界条件的设置所引起的.因此即使在相同的计算条件下目前文献中广为采用的典型单元模型和全电池模型所模拟出的PEMFC过程并不是同一过程.     

质子交换膜燃料电池动态启动特性的实验研究

实际应用时燃料电池的运行条件会随时间不断地变化,因此是一个非稳态过程.本文研究了在不同的加湿条件以及反应气流量下电池的启动特性.结果表明:随着气体流量的增大,电池启动速度加快;对电池加湿有利于提高电池的启动性能.     

质子交换膜燃料电池电流分布的动态响应

动态特性是理解质子交换膜燃料电池性能的重要参数之一.运用燃料电池测试系统、恒电流/恒电压多通道测试仪和燃料电池电流密度分布测试装置,试验测量了质子交换膜燃料电池在不同加湿温度、电池温度和压力下的电流分布动态响应和动态特性.研究发现:不同区域的局部电流达到新的平衡所需的时间不同;加湿温度变化时,不同区域的局部电流的变化趋...     

阴极不同进气对PEMFC性能影响的实验研究

针对阴极通纯氧气或空气两种情况,实验研究了温度及化学计量比的变化对反应面积为9 cm2、具有平行流场的PEMFC性能的影响.结果表明:升高电池温度可提高PEMFC的性能及极限电流密度;在本实验条件下,为提高电池性能,阴极通纯氧时,阳极化学计量比/阴极化学计量比应高于1.5/3.0,通空气时,两者之值应高于3.0/6.0;相对于阴极通空气的情况,阴极通氧气时电池性能显著提高,故在条件允许的前提下应尽量以纯氧作为氧化气体.     

熔池表面形状对电弧电流密度分布的影响

电弧电流密度分布决定着电弧热流密度、电弧压力的分布,是了解焊接电弧物理本质,建立 焊接过程数学模型的基础.根据电弧物理的基本原理,建立了电弧电流密度在变形熔池表面 上的分布模型,定量分析了熔池表面形状对电流密度分布的影响规律.计算表明,电流密度 在电弧中心线附近呈双峰分布,在离开电弧中心线一定距离处变为单峰分布,熔池表面形状 对电流密度分布有明显的影响.基于该模型计算的焊缝几何形状与实测结果符合得较好. 关键词： 熔池表面变形 电流密度 分布模型     

康普顿效应反冲电子密度分布测量

教学实验中用ＮａＩ（Ｔｌ）单晶能谱仪测量γ射线强度与能量的关系，即γ能谱图，但不能测到康普顿效应中反冲电子的密度分布，本介绍利用该仪器测定反冲电子密度分布，并与光子－电子的刚性小球作用模型所得结果进行比较，实验结果显示反冲电子密度随电子冲角呈单调上升趋势，与理论结果符合较好。     

燃料电池阴极相变临界电流模拟

本文根据直接甲醇燃料电池(DMFCs)阴极运行工况特性,考虑一个简单的一维模型,分析水蒸气饱和凝结成水的条件,从而得到电池阴极从单相流动到两相流动的临界电流值。分析结果表明:阴极气体进口速度增大使临界电流密度增大;临界电流随阴极气体进口相对湿度的增加而线性下降;临界电流随流道变长而减小;电池运行温度高有利于提高电池的临界电流。     

“微环”电流密度分布的实验研究

本文用一个内磁探针,获得了“微环”托卡马克的环向电流密度j_φ剖面和磁轴位置随放电条件及时间的变化。观测到j_φ的最大值点偏离小环几何中心5—15mm,并对j_φ在室壁附近出现的反向现象作了初步的物理解释,最后对磁轴位移进行了分析,与等离子体位移的测量结果定性符合。     

YBCO高温超导磁体临界电流密度快速确定方法

基于绘图法基本原理,以及YBCO高温超导带材的临界电流特性,采用有限元电磁场分析软件AnsoftMaxwell建立了空心圆柱磁体模型.根据磁场分布、并考虑到带材的临界电流密度随磁场大小和方向的变化关系,给出了影响磁体工作电流特性的磁场的分布.基于以上工作提出了一种利用Ansoft电磁场分析软件快速确定YB-CO高温超导带材临界电流密度的方法.     

Bitter型环向场线圈电流分布的研究

本文简述了用数值方法研究Ｂｉｔｔｅｒ型环向场线圈中电流分布情况，给出了不同时刻线圈中电流分布的形式以及线圈电感、电阻随时间的变化，也对电磁力的分布作了分析。     

低温/高温复合超导体中的电流分布的研究

低温/高温复合超导体是将高温超导体部分取代复合实用低温超导体中的金属稳定材料或两者直接复合成一体,这种复合超导体具有稳定性高,工程电流密度大等优点.本文对NbTi/Bi2223高温复合超导体中的电流分布进行了理论研究,并得出液氦温度下,如果复合超导导体中,低温超导体和高温超导体具有相同的临界电流,超导体正常运行时低温超导体中的电流大于高温超导体中的电流,两者之比随运行电流的升高而降低.     

用密度算子推证麦克斯韦速度分布律

利用密度算子在表象中的矩阵，分别求出自由粒子和高温时三维各向同性谐振子在动量表象中的密度矩阵．密度矩阵的对角元即为粒子的动量概率密度，从而用两种方法推证了麦克斯韦速度分布律．     

气冷变截面电流引线优化设计与实验研究

电流引线是连接超导低温装置室温电源与超导单元的桥梁,其漏热直接关系到低温系统的运行稳定与运行成本.本文对传统的气冷电流引线分段计算方法做了一定的改进,提出了气冷变截面电流引线优化设计方法.应用此方法为一个YBCO高温超导带材临界电流特性测试装置设计了变截面电流引线.通过对电流引线的温度场分布进行实验测量,并与设计值进行比较,结果吻合较好,证明了气冷变截面电流引线设计方法的有效性和实际优化效果.本文的设计方法及相关实验研究为变截面电流引线在超导低温装置中的实际应用提供了一定的参考.