《表2 蛇形流场的设计与研究》

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《质子交换膜燃料电池流场板研究进展》


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和平行流场类似,蛇形流道尺寸同样影响着燃料电池的性能以及排水、散热效果,表2列出了本部分的研究结果,整体来看,流道尺寸越小[46-48],在流场中越密,在不改变流场板尺寸与流道长度的情况下开放通道面积越大[50],越有利于电池性能的提升。因为在保持开放通道面积不变的情况下,适当缩小流道尺寸,意味着流道变得更致密,增加了流道和拐角的数量,流道拐角由于存在对反应流体的阻塞效应会使局部电流密度增加;同时对于蛇形流场来说,相邻流道的压差远高于沿流动方向的压差,这导致通过两个相邻流道之间的脊下对流增强,脊下对流不仅增强了气体向扩散层的输送,也有助于多孔层中液态水的排出;在相同的反应物入口流速下,反应物入口速度随通道尺寸的减小而增加,这会增加电池入口区域中的局部电流密度;减小的沟道和脊的尺寸也改善了电池中电流密度分布的均匀性;另外,入口流速的增加增强了电池去除液态水的能力并减少了水淹现象。因此,随着流道尺寸的减小,电池性能提高。目前研究较多的依然是单蛇形流道最佳尺寸,针对于蛇形流道数目与流道尺寸的最佳匹配问题的研究依然较少,但是这方面无疑是需要去加以深入研究的。