燃料电池部分堵塞通道内液滴的动态行为

来源：江苏大学学报·自然科学版杂志2024年第6期北京时间：

作者：刘帅,张礼斌,裴昊,王忠,何仁

单位：1. 江苏大学 汽车与交通工程学院， 江苏 镇江 212013； 2. 清华大学 苏州汽车研究院， 江苏 苏州 215200

摘要：为了有效去除通道内液态水，采用流体体积模型（volume of fluid model，VOF）方法研究了燃料电池通道内部分堵塞对液滴运输过程的影响，探讨了堵塞块形状参数、液滴尺寸和气体扩散层（gas diffusion layer，GDL）表面润湿性对通道内两相输运特性的影响.结果表明：堵塞块的存在会影响液滴在通道内运输，堵塞块的引入导致液滴受到y方向的剪切力增大，液滴的运输速率提高，有利于GDL表面液态水的去除；随着堵塞比和纵向比的增大，通道内压降增大，液滴运输速率加快；随着液滴直径和GDL表面接触角的增大，液滴运输速率增大；当液滴直径为0.8 cm和GDL表面接触角为150°时，通道内液滴的运输速率越快.

关键词：质子交换膜燃料电池, 水管理, 部分堵塞通道, VOF方法, 液滴传输

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51776089）； 汽车安全与节能国家重点实验室开放基金资助课题项目（KFY2227）