燃料电池N型扰流式冷却流道设计及传热分析

质子交换膜燃料电池的功率密度越高,同体积下产生的废热越多,但冷却流道的体积却没有因此增加,甚至还有所减少。为了提升质子交换膜燃料电池内部冷却流道的传热性能,设计出一种N型扰流式冷却流道,采用数值模拟的方法,将扰流式流道与常规直流道进行对比分析。仿真结果表明:采用扰流式流道的燃料电池,在冷却水流速相同时有着更低的温度和更小的温差;冷却水流速增加,温度和温差降幅更大,但压降也更大。扰流式流道在低雷诺数条件下出现混沌对流,导致部分区域冷却水流向与温度发生突变,减小了场协同角,增强了传热能力。扰流式流道内冷却水能更快地吸收更多的热量,占用体积不变但传热性能更好,且结构简单,为冷却流道的设计提供一定的参考价值。