质子交换膜电解池两相传热传质瞬态响应二维数值模拟

本文建立了沿流道方向的二维、两相、瞬态、非等温质子交换膜电解池的模型。模型主要研究了电解池内液态水、气体组分、温度及电流密度的瞬态响应规律。模拟的结果表明:液态水饱和度、温度、电流密度及气体组分的质量分数随时间的瞬态响应规律是不同的。液态水饱和度从瞬态到达稳态的时间较温度、电流密度、气体质量分数到达稳态所需要的时间长。液态水在多孔介质内的变化梯度较流道内的变化梯度大。靠近流道入口处截面上,液态水饱和度的变化梯度小于出口处截面上的变化梯度。电解池模式下,电池的总体温度是降低的,最低温度始终出现在阳极侧的催化层内,且整个电池的最大温差小于3 K。