系统建模与仿真在PEMFC中的应用研究（可复制毕业论文）.pdf

论文作者签名:盘巍论文作者签名::姜遗鲞日期:丝堕墨原创性声明期:塑幺墨关于学位论文使用授权的声明附件一:本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑日
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摘要质子交换膜燃料电池,简称具有工作温度低、维护方便、运行噪声低、可实现零排放等优点。因此,它已经成为当今燃料电池领域中研究最广泛、发展最快的一个分支。为了给设计、优化和控制峁┗镜暮秃侠淼囊谰荩匦攵云浣惺Ы:头抡妗S泄卣方面的研究已经成为芯苛煊虻那把乜翁狻本文从系统工程的角度出发,在分析鞲鲎槌刹糠值墓δ芎吞匦缘基础上,将质子交换膜燃料电池作为一个整体进行建模。重点讨论了压力、温度等输入量和输出物理量之间的关系。在进行仿真时,本文采用了当今最为流行的科学计算软件,用其中的组件开发了相应的仿真系统。本文首先简要叙述了燃料电池的工作原理,各重要组成部件的功能和特性,在此基础上对当前P偷难芯拷辛俗凼觥H缓笠哉鋈剂系绯氐池为研究对象,结合一定的传质、传热等热力学原理建立了剂系绯氐コ的经验模型。并且根据目前已知的数据对其中的经验参数进行了整定。而后,本文采用中的组件建立了上述经验模型的仿真模型,对辛朔抡妫峁胍压ú嫉氖菸呛稀1疚挠衷擞谜飧龇抡模型,重点分析了墓ぷ魑露龋艏ê鸵跫淙敕从ζ难沽Χ訮此外,为了便于操作,本文还在环境下用其砑嘈戳巳机交互界面。关键词:建模仿真性能的影响。山东大学硕士学位论文
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电池温度∞△吒‰,,%,重要符号说明群,霹△%。磊,磊,磊,氦电池有效面积阴极薄膜/气体界面的质子浓度∞№阳极/气体界面的氢气的液相浓度/阴极薄膜/气体界面的水浓度韒阴极薄膜/气体界面的氧气浓度韒热动力学电动势分别是阳极和阴极反应固有的速率常数痵阴极反应的修正速率常数痵薄膜层厚度分别是在阳极催化层,气体界面和阴极催化层/气体界面氢气和氧气的分压对于湿化的质子流的薄膜特定的电阻率/化学吸收作用的标准状态自由能痶化学吸收作用的标准状态自由能/阴极化学活性参数阳极和阴极产生的电池活化过电压电池过电压的欧姆因素ⅲ用来计算活化过电压的经验系数表示薄膜有效水含量簅/;的经验参数%法拉第常数痚电流口Ⅸ彳山东大学硕士学位论文纾琾吼,
.............。..。.....。.。.。。::海海海海海海海海海海海簅。。.。........—。.。.#R第一章前言●●●■●●觥馹●■■■鋈铡猒●●“馡●●口■■●■●■■■日■质子交换膜燃料电池谕獾姆⒄垢趴能源和环境是人类社会赖以生存和发展的物质基础,开发能源和保护环境已经成为当前人类社会发展所面临的最重要问题。燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转换成电能的装置。它的最大特点是由于反应过程不涉及到燃烧,因此能量转换效率高,其发电效率可达~%,另外它还具有燃料多样化、环境污染小、噪音低、可靠性及维修性好等优点,因此,燃料电池技术在能源和环境形势日趋严峻的今天倍受世人瞩目,是二十一世纪能源、环境领域的关键技术。,威廉姆·格罗夫就试验成功了简单的燃料电池。然而由于技术上的巨大障碍和其后内燃机的出现,使得燃料电池这一人类理想的能源技术的发展一直处于停滞状态。直到二十世纪六十年代;由于空间项目的需要,燃料电池才崭露头角。美国通用电气公司是最早开始质子交换膜燃料电池研究的。它为当时美国的航天飞机研发配备了腜,作为主要的辅助电源,同时其反应生成的水可供宇航员饮用。但是使用效果不甚理想,主要问题是:电功率密度低,质子交换膜的稳定性差,催化剂用量太大而导致造价昂贵等。因而,改用碱性燃料电池,使得姆⒄。又在制作工艺上作了一些改进,大大提高了男阅堋U庠谝欢ǔ潭壬洗俳薖的发展,但是仍旧没有彻底解决上述的问题,所以姆⒄挂恢贝τ谑笛槭已芯拷锥巍到了八十年代,对难芯恐饕T诰铝煊颉相继在航空航天,,环境问题日益引起全球关注,人们开始将目光转向燃料电池。