直接甲醇燃料電池陽(yáng)極通道內(nèi)氣泡行為研究.pdf

1、在直接甲醇燃料電池中，CO2氣體從擴(kuò)散層以氣泡形式進(jìn)入陽(yáng)極通道。若氣泡快速脫離擴(kuò)散層，排出陽(yáng)極通道，使得甲醇溶液能順利通過(guò)擴(kuò)散層擴(kuò)散至催化層發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，則有利于電池性能的提高。因此，研究直接甲醇燃料電池陽(yáng)極通道內(nèi)的氣液兩相流對(duì)提高電池性能具有非常重要的理論指導(dǎo)意義。
　　 本論文采用可視化實(shí)驗(yàn)的方法研究了陽(yáng)極通道內(nèi)的氣液兩相流行為，同時(shí)采用FLUENT6.2.16數(shù)值模擬了氣體從擴(kuò)散層進(jìn)入陽(yáng)極通道氣泡形成、脫離及聚并過(guò)程。<

2、br>　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：氣泡平均當(dāng)量直徑先是隨著液速的增大而減小，而后基本不變；在液速較小時(shí)，隨著氣速的增大，氣泡平均當(dāng)量直徑先是變化不大，而當(dāng)氣速增大到一定程度時(shí)，氣泡平均當(dāng)量直徑增大的較大；在液速較大時(shí)，隨著氣速的增加，氣泡平均當(dāng)量直徑先增大，而后變化不太明顯；在液速較小時(shí)，單孔時(shí)的氣泡平均當(dāng)量直徑比多孔時(shí)大，而在液速較大時(shí)，多孔時(shí)的氣泡平均當(dāng)量直徑比單孔時(shí)大；通道內(nèi)的氣含率隨著氣泡生成而呈不規(guī)則的周期性地變化，液速越大，變化越

3、緩慢；通道內(nèi)的平均氣含率隨液速的增大而減小，隨氣速的增大而增大，孔數(shù)較多時(shí)，其變化趨勢(shì)變緩慢。
　　 模擬結(jié)果如下：氣泡脫離時(shí)間隨液速的增大而減小，隨孔道直徑的增大而增大，隨氣體速度增大先呈減小趨勢(shì)，而后呈增大趨勢(shì)；氣泡脫離時(shí)的直徑隨液體流速的增大而減小，隨孔道直徑的增大而增大，隨氣體流速增大先呈增大趨勢(shì)，而后變化不大，最后又呈增大趨勢(shì)；由于氣泡阻擋及擠壓作用，使得氣泡周圍的壓力分布與單孔時(shí)不同，兩氣泡同時(shí)形成的過(guò)程與單個(gè)氣泡的