质子交换膜电解池内氧气泡输运过程特性

研究了质子交换膜电解池(proton exchange membrane electrolysis cell,PEMEC)阳极流场内的氧气泡运动特性,采用VOF(volume of fluid)方法分析了多孔输运层(porous transport layer,PTL)表面接触角、液态水流速、氧气产生速率及PTL孔径对氧气泡在流道中运动特性的影响.结果表明:PTL处理为亲水性有利于气泡脱离,降低表面气体覆盖率,促进液态水到达催化层;高的液态水流速会减小气泡脱离时间及脱离体积,降低PTL表面气体覆盖率及容积含气率,促进气泡从流道中排出;气体生成速率增大会提高流道容积含气率和PTL表面气体覆盖率,不利于电解池的运行;随PTL孔径增大,气泡脱离体积增大,脱离时间先减小后增加.     

等温压缩空气储能系统喷水量研究

为了揭示等温压缩空气储能系统中不同参数对喷水量的影响,提出了利用多变指数接近1的多变压缩来研究近等温压缩,将压缩终态的气态水、液态水、空气视为理想混合物,分析了压缩能量的分布状况,并运用饱和水蒸气分压公式、道尔顿分压定律和组分热力学参数,研究了不同状态参数下所需喷水量。研究表明,适当增大压比或降低终温(喷水量增大)可使得传热量比例增大,当压比为10、转速为100r/min时,喷水量由5.73kg/s提高至8.68kg/s,传热量比例提高了5%;压比、传热效率、终温均对空气与水质量之比有影响;其他条件一定时,转速对空气与水质量之比没有影响,当压比为10,传热效率为95%,终温为50℃,转速分别为60、100、150r/min时,空气与水质量之比均为0.86;较低压强(压比小于10)不利水储热的进行。     

进气门布置对汽油机进气过程的影响

采用三维数值模拟的方法对某摩托车发动机进气过程的气体流动进行了瞬态模拟，通过分析速度、压力、湍动能分布及定量计算缸内进气充量、缸内平均压力、平均湍动能等参数，研究了不同进气门倾角布置对进气过程的影响．计算结果表明，采用较大的进气门倾角对进气过程有利．     

发动机瞬态数值模拟中气口网格生成技术研究

采用SNAPPER技术,研究了二冲程发动机瞬态数值模拟中气口处网格的自动生成,并以K100二冲程摩托车发动机扫排气系统为对象进行了应用研究,模拟计算表明,该方法对处理带气口一类发动机的瞬态流动计算是一项可行而实用的技术。     

基于压力速度耦合算法的PEMFC电堆空气分布

利用燃料电池流道简化方法和压力速度耦合算法,研究了U形和Z形2种结构的电堆空气分布,以及歧管宽度和燃料电池单体数量对空气分布的影响.结果表明:由于U形和Z形结构的歧管出口压力分布不同,导致2种结构的空气分布不同,Z形结构的空气分布要比U形结构好;歧管尺寸增大时,空气分布的均匀性得到了明显改善,当空气分布差异不大时,再增加歧管尺寸,效果会降低,且增加电堆成本;在电池数量增加、歧管横截面积不变时,空气分布的均匀性会明显变差,尤其是U形结构;当电池数量为30个、歧管宽度为20 mm时,空气分布较均匀;当电池数量为50个时,歧管宽度需要达到30 mm,空气分布才较均匀.     

含水乙醇汽油稳定性研究

使用市售车用93号乙醇汽油和纯汽油分别配制出高乙醇含量和高含水量的含水乙醇汽油,试验研究乙醇汽油中乙醇含量、含水量以及5种添加剂(正丁醇、异丁醇、甲基叔丁基醚、棕榈酸、失水山梨醇单油酸酯)对含水乙醇汽油相分离温度的影响。结果表明,含水量减少、乙醇含量增加都可降低含水乙醇汽油的相分离温度;使用纯汽油配制的含水乙醇汽油含水量在3%时,相分离温度低于-20℃,且在大气环境温度为-5~10℃的条件下放置30d以上不发生分层现象;使用乙醇汽油配制的含水乙醇汽油比使用纯汽油配制的含水乙醇汽油稳定性要强,在相同乙醇含量和含水量下,前者的相分离温度要低9~15℃;5种添加剂均能明显降低含水乙醇汽油的相分离温度,其中正丁醇和异丁醇的效果最好。     

内燃机进气管道三维分块结构化贴体网格生成

利用分块粘接技术生成了多缸内燃机进气管道三维分块结构化贴体网格．粘接技术可方便地实现任意多个块的粘接，生成复杂流动区域的整体网格．网格生成方法在分块生成网格时能保证穿过分界面上的网格线是光滑连续的．并且每块区域可根据流场特性来各自布置网格疏密，从而提高了流场流动分析中前处理环节的效率和精度．     

LPG浓度对DME/LPG混合燃料HCCI燃烧的影响

通过分析二甲醚（DME）与液化石油气（LPG）的化学反应机理，构建了反映DME／LPG混合燃料均质压燃（HCCI）燃烧的化学反应机理．采用该机理应用单区燃烧模型对DME／LPG混合燃料HCCI燃烧的化学反应动力学过程进行了数值计算，模拟研究了混合燃料中LPG浓度对HCCI燃烧的影响．计算结果与试验结果对比表明，所构建的DME／LPG混合燃料氧化的化学反应机理能够准确预测DME／LPG混合燃料的两阶段放热特性，对低温和高温着火始点的预测很好．模拟结果显示，改变DME／LPG混合燃料中LPG的浓度可以控制HCCI着火和燃烧；在DME中添加LPG可以拓宽发动机的负荷运行范围．     

多缸柴油机进气管三维定常湍流流场数值分析

采用任意拉格朗日 欧拉 (ALE)法 ,对多缸柴油机进气管管内流动进行三维稳态可压缩湍流数值模拟 .计算物理模型针对实际进气管形状 ,湍流模型采用k ε双方程模型 ,进出口边界采用给定压力边界条件 .以某一非增压 6缸柴油机进气管为例 ,对 6分支歧管出口同时打开的情况获得了速度场 ,揭示了进气管管内流动特性 ,为进一步进行各缸进气不均匀性分析奠定了基础 .     

二次吹扫条件下的PEMFC冷启动实验

通过使用干空气二次吹扫的方式对稳定工作后的质子交换膜燃料电池(PEMFC)单电池进行除水处理,考察了单电池经过吹扫除水操作后的除水量以及内阻变化过程,并研究了单电池经过吹扫除水处理后的常温启动性能以及-10℃下的冷启动性能.实验研究发现:单电池经过干空气二次吹扫处理后,可以在较短时间内经济有效地移除电池内的水,同时单电池的内阻升高.单电池经过干空气二次吹扫后常温启动性能下降,且随二次吹扫流量的增加而加剧,但未造成不可恢复的性能损失.适当的二次吹扫流量可以使电池成功冷启动.吹扫除水策略是优化PEMFC冷启动性能的关键因素之一.