針對引射器在車用燃料電池發(fā)動機中的應用問題,通過對40 kw級質子交換膜燃料電池（PEMFC）陽極壓降實驗數據的擬合,得到了陽極壓降與電流的關系表達式,利用計算流體力學（CFD）方法建立了陽極氫氣循環(huán)系統(tǒng)三維引射器數值模型,并用實驗數據對模型進行了驗證,最后將擬合得到的陽極壓降表達式應用于模型的仿真優(yōu)化中,衡量了引射器在中低負載和高負載工況下的性能表現(xiàn),確定了噴嘴喉部直徑、混合室直徑、混合室長度以及噴嘴出口相對混合室入口距離的最優(yōu)值。仿真結果表明:與恒定壓降模型相比,建立的引射器模型可以更準確的評估引射器在整個工況下的工作性能,同時在所研究的運行工況下,優(yōu)化后的引射器可以維持氫氣回流比在1.2以上。 

【文章來源】：哈爾濱理工大學學報. 2020,25(04)北大核心

【文章頁數】：8 頁

【部分圖文】：

圖7 兩種負載工況下混合室直徑對氫氣回流比的影響

在研究混合室長度Lm對氫氣回流比的影響時,Dn和Dm取優(yōu)化值,并保持引射器的其他初步設計值不變。如圖8(a)所示,在中低負荷工況下,Lm/Dm取4時能夠獲得最大的氫氣回流比。而處于高負荷工況下運行時,如圖8(b)和圖8(c)所示,Lm/Dm為6時明顯是一個最優(yōu)值,低于或者高于這個值,氫氣回流比都會下降。這是因為混合室長度較小時,兩種流體沒有時間和空間來充分混合;較大時,摩擦損失又會增加。高負荷工況下膨脹比較大,所需的混合室長度比中低負荷偏大。圖8 兩種負載工況下混合室長度對氫氣回流比的影響

圖8 兩種負載工況下混合室長度對氫氣回流比的影響綜合考慮中低負荷和高負荷下引射器的工作性能,Lm/Dm在4～6范圍內最都能獲得較好工作性能,若在此范圍中取較小值可提高引射器在中低負荷工況下的性能,取較大值則引射器會在高負荷工況下具有較高工作性能。本文取6為Lm/Dm的最優(yōu)值。


本文編號：3360903