多模块燃料电池外部歧管集成设计及仿真研究开题报告
2020-02-20 08:02
1. 研究目的与意义（文献综述）
选题背景及意义
燃料电池（fuel cell）是一种将化学能连续不断的转化成电能的电化学装置，只要持续供给燃料和氧化剂。它是在太阳能、水电、风电及核电之后又一种新兴的发电技术。燃料电池技术可以将物质中储存的化学能直接转化成电能，它的过程不受卡诺循环的限制，同时，燃料电池几乎不排放硫化物和氮氧化合物，因此它也被称为绿色能源。燃料电池具有清洁、高效、能量密度高等优点，是极具前途的新型能源技术之一。随着储氢技术及燃料电池技术的成熟，燃料电池作为高效的电能输出装置，有望成为重要的能源供应方式。因燃料电池高效且清洁的能源供应方式，除了在新能源汽车领域应用之外，在航天，潜艇等军事领域，在备用电源，中小型电站等领域也有广泛的应用前景。九十年代以来，日本、美国等经济大国许多研究单位，投入了巨大的人力和物力研究发展燃料电池技术。近些年来燃料电池生产成本的不断降低，燃料电池技术的研究、电堆的开发和应用示范已在各发达国家取得巨大进展，在各国政府的大力支持和业内人士的积极参与下，以燃料电池为代表的氢能利用在分布式发电、热电联产、叉车等领域已出现初期商业化趋势。在交通领域已有很多成功示范，各国同时还在加大氢能基础配套设施的建设发展力度，在燃料电池的基础研究方面仍在不断深入。各发达国家对燃料电池汽车发展的中长期发展已经布局完毕，在基础研究方面不遗余力地努力，在系统集成方面已经瞄准在可靠性的基础上实现轻量化、小体积以及批量生产的工艺和机械设备等目标。燃料电池气体分配箱是连接气源与燃料电池组的中间装置, 对气源起着分配作用, 由进气筒和密封罩两部分组成。为了获取所需的功率, 通常把多个单电池串联起来。要使燃料电池 正 常 工 作, 就 要 求 进 入 各 个 单 电 池 的 气 体 流 量 均 匀, 否 则,某个单电池得不到所需的气量, 效率就会急剧下降, 成为一个电 阻, 且 发 热 量 增 大, 使 膜 发 生 干 枯, 严 重 时 甚 至 会 使 电 池 组不能正常工作。研究表明, 燃料电池堆的电流密度最多为单电
池的 70% 。气体分配管道没有设计好, 导 致 气 体 在 各 个 单 电池之间分配不均匀, 是造成这种现象的最重要因素之一。
2. 研究的基本内容与方案
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研究的基本内容
本毕业设计主要开展以下工作：
1．查阅关于fluent软件在燃料电池建模与仿真中的应用、燃料电池流场仿真计算研究方面的文献资料，了解国内外相关研究现状；
3. 研究计划与安排
| 周 次（时间） | 工 作 内 容 |
| 毕业实习周 （2019.1.6~ 1.18） | 赴校外实习、搜集设计资料，并提交实习日记、实习报 告。 |
| 毕业设计预备周 （2019.1.3-2019.1.18） | 确定指导教师人选，对未选好导师的学生进行调剂分 配。确定选题志愿、校内搜集资料、消化资料。 |
| 1-2（2.18~3.1） | 学生提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上 提交开题报告。整理论文提纲、设计概要。。 |
| 3-4（3.4~3.15） | 进行外文翻译，并提交外文翻译译文。 |
| 5-6（3.18 ~ 3.29） | 设计类，下达绘图任务，开始绘图。 研究类，制定试验方案或下达编程任务，开始试验及编 程。 |
| 7-8（4.1~ 4.12） | 继续完成绘图、试验或编程任务； 撰写毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类）。 |
| 9-11（4.15~ 4.26） | 完成绘图、试验或编程； 完善毕业设计说明书、毕业论文； |
| 12（4.29~ 5.10） | 网上提交毕业设计说明书、毕业论文、绘图等附件材料； 提交答辩申请。 |
| 13-14（5.13~ 5.24） | 教师审阅毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类） 和（图纸），审查确定学生答辩资格并予以公示。 |
| 15（5.27~ 5.31） | 根据评阅意见修改毕业设计说明书、毕业论文，并网上提交；准备答辩PPT。 |
| 16（6.3~ 6.7） | 毕业设计答辩。 |
| 备注： | 此表是拟定时间。如有变化，以实际为准。 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 王凡.燃料电池进气系统控制.浙江大学.2016.
[2] 任茂宾.pem燃料电池流场板及电池堆流体流动分布的研究.天津大学.2002.
[3]简弃非, 王 强, 陈会平.燃料电池气体分配箱三维流场分析与数值模拟.电源技术 2007 第31卷 第1期 p64-68 1002-087x
