透過多孔介質(zhì)板熱濕傳遞特性的實驗研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文透過透過多孔介質(zhì)板熱濕傳遞特性的實驗研究多孔介質(zhì)板熱濕傳遞特性的實驗研究ExperimentResearchonacteristicsofHeatMassTransferThroughPousMediaPlate一級學(xué)科：動力工程及工程熱物理學(xué)科專業(yè)：工程熱物理作者姓名：王飛指導(dǎo)教師：王世學(xué)教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二零一五年十二月I摘要質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）是一種高效、無污染的新型動力源，其具有能量密度高、

2、啟動速度快以及燃料來源廣等優(yōu)點。質(zhì)子交換膜中的水含量會影響膜的質(zhì)子傳導(dǎo)能力以及機(jī)械強(qiáng)度，從而對燃料電池工作性能產(chǎn)生影響，因此對燃料電池進(jìn)行水管理是必要的。電池內(nèi)部的反應(yīng)生成水不足以維持電池各種工作狀態(tài)下的水平衡，所以采用外部增濕器對陰極進(jìn)氣進(jìn)行增濕是合理有效的辦法。本文主要研究一種以多孔碳板為核心技術(shù)的PEMFC外部增濕方式，通過實驗對多孔碳板熱濕傳遞特性的影響因素進(jìn)行了研究。本文設(shè)計了測量透過多孔介質(zhì)板的熱濕傳遞特性實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)由

3、兩個回路組成。本文進(jìn)行了實驗系統(tǒng)所需的加熱加濕裝置各參數(shù)的計算，以確保實驗?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。此外，還對整個實驗系統(tǒng)的水平衡進(jìn)行了計算，并且對誤差結(jié)果進(jìn)行了評估。本文針對流體流動參數(shù)對多孔介質(zhì)板熱濕傳遞特性的影響進(jìn)行了實驗研究，在使用相同的多孔介質(zhì)板前提下，分別對氣體流量、增濕氣體溫度以及相對濕度等因素對多孔介質(zhì)板熱濕傳遞特性的影響進(jìn)行了實驗。結(jié)果表明：氣體流量的提高不利于被增濕氣體溫度和水分回收率的升高，但對水分傳遞量有促進(jìn)作用；增濕氣體相

4、對濕度的提高對被增濕氣體的溫度和水分傳遞量提高有促進(jìn)作用，但會導(dǎo)致水分回收率的降低；增濕氣體溫度的升高會明顯提高被增濕氣體的溫度，且對水分傳遞量及水分回收率的提高均有促進(jìn)作用，說明提高增濕氣體進(jìn)口溫度可以提高增濕器的熱濕傳遞性能。此外，本文還對多孔介質(zhì)板的結(jié)構(gòu)及物性參數(shù)對其熱濕傳遞特性的影響進(jìn)行了研究。選取了不同表面特性以及孔隙率的多孔介質(zhì)板，在不同流體流動參數(shù)下分別進(jìn)行了實驗研究。結(jié)果表明：隨著增濕氣體進(jìn)口相對濕度的提高，有肋面在高溫