刘士华 作品数:10 被引量:32 H指数:4 供职机构: 武汉理工大学机电工程学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 武汉市科技计划项目 更多>> 相关领域: 电气工程 电子电信 自动化与计算机技术 更多>>
温度和背压对PEMFC性能的影响 被引量:5 2019年 建立燃料电池的电压模型,预测性能随温度和背压的变化趋势。测量质子交换膜燃料电池(PEMFC)的电流密度-电压、电流密度-功率密度,验证操作参数对PEMFC性能的影响。在背压为0.2MPa、温度为70℃的实验条件下,PEMFC的性能最好;超过适宜的温度范围(60~80℃),性能显著下降。对流场进行电镀处理,PEMFC的性能可提升29.18%。 杨立 陈涛 刘士华 纪合超关键词:电压模型 背压 温度 电镀 基片式FBG温度传感器胶粘贴效果对其性能影响的研究 被引量:7 2016年 针对一种基片式光纤Bragg光栅(FBG)温度传感器,从理论和实验证明胶(ND353)粘贴的效果是影响其性能的主要因素。25-90°C的水温实验结果表明,在基片上的FBG用胶粘贴的效果越好,则传感器的性能越好,而且重复性也较好,灵敏度达到36.6pm/°C以上,直线度达到0.997以上;然而对于用胶粘贴效果较差的传感器,其灵敏度降低到12.7pm/°C以下,几乎没有起到增敏效果。本文研究结果可为FBG温度传感器的封装工艺提供参考。 刘士华 陈涛 李瑞亚 方亮关键词:温度 基片 传感器 用于PEMFC的FBG湿度传感器的制作及性能研究 被引量:2 2020年 研究了以聚酰亚胺为湿敏材料的光纤Bragg光栅(FBG)湿度传感器并用其对质子交换膜燃料电池(PEMFC)停机过程中内部湿度进行了实时监测。传感器利用聚酰亚胺的湿膨胀效应,实现了对24.7%-98%RH范围内相对湿度的监测。采用腐蚀光纤包层的方法减小光纤包层直径,实验结果表明,该方法能在不影响FBG相对湿度传感器灵敏度的情况下,提高对外界环境相对湿度变化的响应速度。所研制的FBG相对湿度传感器灵敏度能达到3.8 pm/RH,线性度达到99.85%,最大回程误差不超过9 pm,当环境相对湿度从50%突变到85%时,经过腐蚀处理后的FBG相对湿度响应时间仅为15.4 s。将该FBG湿度传感器布置于PEMFC内部进行停机过程中湿度的实时监测,实验结果表明,所制作的FBG湿度传感器能够准确地反映PEMFC停机吹扫过程中内部湿度的变化。 张城 陈涛 刘士华 刘康杰关键词:湿度传感器 灵敏度 进气方式对阳极闭端PEMFC温度分布及性能影响 被引量:3 2020年 进气方式是质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部的重要工作条件之一,为了研究进气方式对阳极闭端PEMFC温度分布及性能的影响,通过Fluent软件的PEM模块模拟了不同进气方式下的蛇形流道阳极封闭式PEMFC的温度分布及性能。结果表明交替进气方式可以有效改善封闭式质子交换膜燃料电池膜内的温差,提高电池的输出性能,并且在周期性交替进气下可以进一步平衡电池内部温度场,降低膜内的温差,对于维持质子交换膜的长期稳定工作有着重要意义。 刘康杰 陈涛 刘士华 张城关键词:质子交换膜燃料电池 进气方式 温度分布 质子交换膜燃料电池温度监控系统的设计与开发 被引量:6 2020年 为对燃料电池进行有效的热管理,基于LabVIEW设计一套质子交换膜燃料电池温度监控系统。通过数据采集板卡实现LabVIEW监控平台与燃料电池温控实验平台的信号传输,从而对温度进行在线监测和控制。该系统采用K型热电偶阵列进行温度监测,在流场板VRML模型拾取传感器布置点,利用三维云图映射实现温度可视化,直观、准确地反映电池温度分布。采用内外水循环的加热、冷却方案,使用主、副调节器进行串行控制,将冷却水出口温度作为主调节器的被控变量,将无滞后的热电偶阵列所测温度作为副调节器的被控变量,快速、有效地控制温度。 纪合超 陈涛 刘士华 杨立 唐梦南关键词:质子交换膜燃料电池 热管理 数据可视化 温度控制 在线监测 PEMFC微流道内液滴运动的数值分析 被引量:1 2018年 将质子交换膜燃料电池(PEMFC)中产物水通过扩散层(GDL)排入流道的过程简化为二维模型,并采用流体体积模型(VOF)的方法进行仿真研究。从流道内液滴形态、压力分布、液相体积分数以及排出微流道所需时间来分析重力、微孔数量以及微孔间距对流道排水性能的影响。研究结果表明燃料电池的气体扩散层相关参数对排水性能有一定的影响。因此,在质子交换膜燃料电池扩散层的设计中应考虑其表面微孔数量及微孔间距,以保证电池良好的排水性能。 张恒 陈涛 刘士华 陈见 易伟关键词:质子交换膜燃料电池 温度对阳极封闭式PEMFC性能的影响 被引量:4 2019年 温度是燃料电池重要运行参数,为了研究温度对阳极封闭式PEMFC性能的影响,通过Fluent软件的PEM模块模拟了不同运行温度下的单直流道阳极封闭式质子交换膜燃料电池性能。结果表明阳极封闭式燃料电池存在最佳运行温度;在低电流密度时,温度对电池性能影响较小,但在高温区影响变大;在高电流密度时,运行温度对电池性能影响较大。温度变化会使阳极流道内水、氮气的累积和氢气分布不均,这可能是温度对性能产生不同影响效果的直接原因。 陈见 陈见 陈涛 陈涛 刘士华关键词:质子交换膜燃料电池 温度 装配扭矩对PEMFC性能的影响 2020年 建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)的三维模型,通过有限元法分析不同装配压力下电池的形变和应力分布情况,研究不同装配扭矩对PEMFC性能的影响,得到该电池模型较好的装配扭矩范围。数值模拟得到螺栓装配会导致电池产生一定程度的翘曲变形,电池的变形是不均匀的。在装配扭矩为6~7 N·m时,流道与GDL接触区域的应力分布更均匀。在不同装配扭矩下,对电池进行性能测试,验证分析得到,当装配扭矩为7 N·m时,PEMFC性能最佳。 陈宇轩 陈涛 刘士华 谢屹关键词:扭矩 PEMFC气体扩散层变形对流道内水传输的影响 被引量:2 2019年 建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)流道内气体扩散层(GDL)表面的微型凹槽模型,考虑到GDL表面微型凹槽处疏水涂层的脱落,将微型凹槽内的壁面当作亲水性壁面处理,运用FLUENT软件中的Volume of Fluid(VOF)模型模拟PEMFC处于工况下流道内液态水的传输现象,得出了在GDL表面的亲水性微型凹槽会阻碍流道内液态水的传输及排出的结论,并通过对比三组不同空气流速下流道内液态水的体积分数,分析了空气流速对流道内水传输的影响,对于正确认识PEMFC流道内的水传输现象和提高PEMFC的水管理性能具有重要意义。 易伟 陈涛 刘士华 陈见关键词:水管理 PTFE含量对PEMFC性能影响的数值分析 被引量:3 2020年 建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)二相流模型,利用实验矫正模型参数,对3种不同聚四氟乙烯(PTFE)含量的PEMFC进行分析。PTFE含量的增加,有助于缓解气体扩散层(GDL)的水淹,10%PTFE含量能极大地提升GDL的排水性能;PTFE含量并非越高越好,PTFE含量为10%时,氧气的扩散系数最大,PEMFC性能最优。 谢屹 陈涛 刘士华 陈宇轩