發(fā)布時(shí)間：2025-03-18 00:18

　　質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池具有高效率,零排放,低成本,結(jié)構(gòu)簡單,壽命長及便于模塊化等眾多優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用于汽車領(lǐng)域代替?zhèn)鹘y(tǒng)內(nèi)燃機(jī)可實(shí)現(xiàn)零排放,已成為燃料電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。陽極氫燃料供給系統(tǒng)是PEM燃料電池系統(tǒng)的重要組成部分。傳統(tǒng)氫燃料供給系統(tǒng)多采用燃燒器或氫循環(huán)泵,存在氫燃料利用率低及故障率高等缺陷。本文針對該問題,研究基于噴射器的陽極氣體循環(huán)系統(tǒng),對其核心部件噴射器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),提高了氫燃料利用率及PEM燃料電池系統(tǒng)效率。該研究對實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。首先,介紹了基于噴射器的PEM燃料電池陽極氣體循環(huán)系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,又對PEM燃料電池電池的原理以及三種不同的陽極氣供給系統(tǒng)進(jìn)行了分析。在了解噴射器工作原理以及優(yōu)點(diǎn)的前提下,對基于噴射器的陽極氫氣循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。其次,對PEM燃料電池陽極氫氣循環(huán)系統(tǒng)的噴射器采用CFD仿真方法進(jìn)行了研究。建立了噴射器的CFD仿真模型并結(jié)合實(shí)際工作條件對所采用的求解算法和湍流模型進(jìn)行了比較,選取二階迎風(fēng)算法和RNGk-ε湍流模型及組分運(yùn)輸模型對其進(jìn)行仿真計(jì)算。然后,以引射比作為優(yōu)化目標(biāo),對噴射器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。先根據(jù)燃料電...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１中國近五年中新能源汽車和純電動(dòng)汽保有量統(tǒng)計(jì)??

圖１－１中國近五年中新能源汽車和純電動(dòng)汽保有量統(tǒng)計(jì)??最有希望成為傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)替代品［４］。將其用在廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域是最??易實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的方式之一，也響應(yīng)了社會主義生態(tài)文明建設(shè)的政策［５］。??此之外，燃料電池也可以應(yīng)用于航天飛船、飛機(jī)、輪船、空間站、便攜??電源、水下航行器等....

圖２－１?ＰＥＭ燃料電池工作原理示意圖??

ＰＥＭ燃料電池是利用水電解逆反應(yīng)原理的一種發(fā)電裝置。??它由陽、陰電極，雙極板、氣體擴(kuò)散層、催化劑（碳載鉑）和質(zhì)子交換膜??等部分組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及基本工作原理如圖２－１所示。??外部電路??ｅｆ?ｅ?４??ｉ?１??？］雜的羞氣—空氣蝴氧氣??可循朗的＜?Ｆｉｎｎ?）剌余空卻生....

圖２－２燃料電池反應(yīng)物供給系統(tǒng)圖??

噴射器是一種集引射、混合、壓縮等多種功能于一身的無源設(shè)備。具??有結(jié)構(gòu)簡單、無移動(dòng)部件而且不受工作流體限制等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛??的應(yīng)用。一種典型的噴射器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與其工作原理如圖２－３所示。??工作過程簡介如下：??（１）

圖２－３噴射器結(jié)構(gòu)及工作原理圖??３充分混合的流體最終會自射器的出口流出，整個(gè)循環(huán)過程完??

Ｔ?ｆ???ｊ?水箱??圖２－２燃料電池反應(yīng)物供給系統(tǒng)圖??陽極氫氣供應(yīng)系統(tǒng)：ＰＥＭ燃料電池系統(tǒng)中，陽極燃料通常都采用過量??供應(yīng)的方式，氫氣具有較高的化學(xué)計(jì)量比。為了滿足燃料電池工作壓力，??高壓儲氫罐中的氫氣通過調(diào)壓閥調(diào)壓實(shí)現(xiàn)降壓。降壓以后的氫氣通過加濕??器加濕后通入陽極進(jìn)....

本文編號：4035695