等温压缩空气储能系统喷水量研究

为了揭示等温压缩空气储能系统中不同参数对喷水量的影响,提出了利用多变指数接近1的多变压缩来研究近等温压缩,将压缩终态的气态水、液态水、空气视为理想混合物,分析了压缩能量的分布状况,并运用饱和水蒸气分压公式、道尔顿分压定律和组分热力学参数,研究了不同状态参数下所需喷水量。研究表明,适当增大压比或降低终温(喷水量增大)可使得传热量比例增大,当压比为10、转速为100r/min时,喷水量由5.73kg/s提高至8.68kg/s,传热量比例提高了5%;压比、传热效率、终温均对空气与水质量之比有影响;其他条件一定时,转速对空气与水质量之比没有影响,当压比为10,传热效率为95%,终温为50℃,转速分别为60、100、150r/min时,空气与水质量之比均为0.86;较低压强(压比小于10)不利水储热的进行。     

高效质子交换膜电解水制氢技术研究进展

从技术原理、研究进展、系统集成和经济性分析四个方面阐述了质子交换膜电解水制氢技术(PEMWE)的研究进展与发展前景．介绍了PEM电解水制氢技术中阴极和阳极的化学反应及影响条件．分别从质子交换膜的结构优化、PEM阳极催化剂的选型、膜电极的结构优化及制备、双极板的性能提升及表面改进、电解池传热传质及流场结构等方面进行了总结．系统集成主要着眼于电解池的动态响应特性和与可再生能源的结合,最后对PEM电解池进行了经济性分析．助力推进质子交换膜电解池研究和技术的进步．     

低温燃料电池用质子交换膜的气体渗透性研究

以目前应用较为广泛的Nafion 211膜为对象,研究温度、湿度以及压差对膜的氢/氧渗透性影响.结果表明,提高温度和阴阳极两侧气体的压力之差均会导致膜渗透性增加,氢、氧渗透量随温度的升高近乎呈指数增加,而随压差的增加近乎线性增加.湿度对Na-fion 211膜的渗透性的影响不呈单一趋势,当膜从干态到约40%RH时,氢气渗透量随之减少;继续增加湿度到100%RH,氢气渗透量随之增加.     

毛细蒸发相变界面的数学模型和机理

通过对毛细蒸发相变界面的机理研究,提出了热流对毛细抽吸两相流体回路和回路热管蒸发冷凝界面的影响,推导出蒸发冷凝相变界面的一个新的修正的杨一拉普拉斯方程;采用热力学理论,分析和建立了这一驱动机制的简化数学模型;推导出由于热作用对杨一拉普拉斯方程及相变界面的影响,并得出毛细半径与蒸发温度以及热流密度之间的关系式,对毛细芯热管的驱动原理作出新的阐释.     

PEMFC中液态水沿程分布的机理研究

通过分析流道和扩散层中的压力损失,并根据理想气体状态方程,得出了沿流道方向气体总压力以及水蒸气分压力沿程分布的表达式.根据液滴生成的机理分析,得出了PEMFC阴、阳两极扩散层中液态水沿程分布的表达式.结果表明:阳极中一般很难有水生成;阴极中加湿度越大,进口压力越大,过量系数越小,液体出现的位置离进口越近,且同一位置液态水的生成速率越大,当阴极气体完全加湿时,液态水的生成速率仅与其到进口的距离、电流密度、膜中水传输系数以及流道的宽度有关,而受流道的高度、过量系数、进口压力以及温度等影响较小.     

质子交换膜燃料电池电流密度分布特性和研究展望

质子交换膜燃料电池具有无污染、噪声低、能量密度高、燃料转换效率高、响应速度快的显著优点,得到了迅速发展,但寿命仍然是制约其大规模商业化的重要原因。局部电流密度作为质子交换膜燃料电池运行过程中的重要参数,既能作为电池运行过程中的故障诊断和定位工具,提升电池运行的稳定性和和耐久性;又能提供电池运行期间其内部现象的有关信息,为深入理解电池反应机理以及优化电池设计提供有力指导,因此研究局部电流密度具有非常重要的意义。本文介绍并分析了实时原位测量局部电流密度的方法,比较了前人实验所得结果与模拟所得结果,阐述了相关参数对局部电流密度分布的影响机制,回顾并评析了局部电流密度用于燃料电池分析中的实际工作。最后,立足于局部电流密度的研究现状,给出了局部电流密度下一步的研究方向。     

质子交换膜冻结温度的理论与实验研究

本文理论推导出全氟磺酸膜中水的冻结温度与摩尔含水量λ之间的关系式,并采用示差扫描量热法通过实验测试不同水含量下Nafion211膜的冻结温度。结果表明:Nafion211膜的冻结温度随水含量的增大而升高.当膜中水总含量λ7时,膜中水的冻结温度下降到-15℃以下;而当λ20时,膜中水的冻结温度低于-20℃。理论计算与实验测试数据十分吻合。     

相变流体回路中毛细芯内液体气化界面的稳定性分析

通过分析液体气化界面位移与界面压力变化的物理机制,获得了相变流体回路中毛细芯内的界面位移及曲率变化与压力变化的关系式,导出了气液界面的稳定性判据.根据这一判据,并由所建立的丝网型毛细芯中界面位移的物理模型,得出了毛细芯内液体气化界面的稳定性曲线.文中的界面模型和稳定性判据,对分析和揭示毛细泵流体回路(CPL)、回路热管(LHP)和毛细芯热管(CHP)中毛细蒸发界面的位移机制和动力学稳定性,对预测毛细芯内液体的干涸以及系统运行的失稳乃至崩溃等,都具有一定意义.     

无重力条件下毛细相变流体回路的稳定性研究

利用Lucas-Washburn方程对毛细管液柱内液体的受力情况进行分析，获得了无重力条件下相变毛细管中流体上升高度与毛细管半径以及热流密度的关系式，并用此关系式分析了相变流体回路中回路压降与毛细芯界面高度位置的关系，同时，利用小扰动理论对影响界面高度的参数进行了分析研究，指出毛细相变回路广泛用于航天电子器件散热的原因是其一般在过阻尼状态下工作，具有极强的抗扰动能力．当工作热流一定时，为了提高系统的稳定性能，应采用毛细半径较小的毛细芯．文中导出的毛细提升系数和影响界面高稳定性的因素，对毛细泵流体回路（CPL）、回路热管（LHP）和毛细芯热管（CHP）系统的设计和工作流体的选择提供了一定的理论依据．     

相变流体回路中毛细芯内液体气化界面的稳定性分析

通过分析液体气化界面位移与界面压力变化的物理机制,获得了相变流体回路中毛细芯内的界面位移及曲率变化与压力变化的关系式,导出了气液界面的稳定性判据．根据这一判据,并由所建立的丝网型毛细芯中界面位移的物理模型,得出了毛细芯内液体气化界面的稳定性曲线．文中的界面模型和稳定性判据,对分析和揭示毛细泵流体回路（CPL）、回路热管（LHP）和毛细芯热管（CHP）中毛细蒸发界面的位移机制和动力学稳定性,对预测毛细芯内液体的干涸以及系统运行的失稳乃至崩溃等,都具有一定意义．