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燃料电池发动机低温冷吹扫技术研究

汽车与配件 2024年第10期 68-70页

作者：王伟强贾莉郭凤刚刘永亮北汽福田汽车股份有限公司

本文针对燃料电池发动机在低温下的冷吹扫进行了详细的研究,燃料电池发动机作为一种高效、洁能的动力装置,正在被各大主机厂应用,被视为汽车未来的终极动力装置。然而区别于传统内燃机,燃料电池发动机在工作过程中会产生水,在低温环境下... 详细信息

本文针对燃料电池发动机在低温下的冷吹扫进行了详细的研究,燃料电池发动机作为一种高效、洁能的动力装置,正在被各大主机厂应用,被视为汽车未来的终极动力装置。然而区别于传统内燃机,燃料电池发动机在工作过程中会产生水,在低温环境下,如果关机吹扫不彻底,会造成燃料电池内部结冰,内部结冰是影响燃料电池发动机性能的关键因素之一,会使燃料电池发动机冷启动困难,甚至造成燃料电池发动机损坏,因此研究燃料电池发动机低温关机冷吹扫意义重大。

关键词：燃料电池发动机动力装置冷启动低温环境吹扫主机厂内燃机关机

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吹扫条件对PEMFC阻抗弛豫现象和低温启动的影响

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化工学报 2023年第3期74卷 1286-1293页

作者：钱志广樊越王世学岳利可王金山朱禹天津大学机械工程学院天津300350 中低温热能高效利用教育部重点实验室(天津大学) 天津300350

停机吹扫作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)零下温度启动前的关键流程,能够有效降低冷启动前膜电极(MEA)的含水量,以提高电池启动的成功率。为了研究PEMFC在停机吹扫后出现的阻抗弛豫现象,以及吹扫条件如何直接作用于PEMFC低温启动性能,以2... 详细信息

停机吹扫作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)零下温度启动前的关键流程,能够有效降低冷启动前膜电极(MEA)的含水量,以提高电池启动的成功率。为了研究PEMFC在停机吹扫后出现的阻抗弛豫现象,以及吹扫条件如何直接作用于PEMFC低温启动性能,以25 cm2的单片电池作为对象,进行实验研究。实验条件下的结果表明,随着吹扫气体流量的增加以及吹扫温度的提高,阻抗弛豫表现更加明显;吹扫流量和吹扫时间对PEMFC冷启动性能存在显著影响。在实验条件下,以1500 ml/min的干燥N2吹扫15 min,测试电池在低温中的表现最佳。吹扫流量过大、过小以及吹扫时间过长、过短均不利于PEMFC的低温启动,存在最佳吹扫条件。

关键词：燃料电池吹扫冷启动传质多孔介质

吹扫和微孔层材料对PEMFC冷启动性能影响的研究

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吹扫和微孔层材料对PEMFC冷启动性能影响的研究

作者：樊越天津大学

学位级别：硕士

质子交换膜燃料电池(PEMFC)在寒冷环境下启动困难是其商业化的主要障碍之一。PEMFC低温启动困难的主要原因是当其温度处于0℃以下时,内部的水会结冰,阻碍反应气体的传输,从而导致PEMFC启动失败甚至对膜电极造成损伤。因此,鉴于在低温环... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFC)在寒冷环境下启动困难是其商业化的主要障碍之一。PEMFC低温启动困难的主要原因是当其温度处于0℃以下时,内部的水会结冰,阻碍反应气体的传输,从而导致PEMFC启动失败甚至对膜电极造成损伤。因此,鉴于在低温环境中,燃料电池内的水会影响其运行性能,本文通过在燃料电池停机以后对其进行吹扫,降低低温启动时的初始含水量,减少结冰概率,从而提高燃料电池低温启动性能。除此之外,由于微孔层(MPL)对PEMFC的水和气的传输起着重要作用,但使用聚四氟乙烯(PTFE)制备的MPL价格较高且制备过程复杂,所以本文使用聚苯硫醚(PPS)来制备MPL,并测试了聚苯硫醚的含量以及粒径大小对MPL性能的影响。本文主要内容和结果如下:1.吹扫条件影响燃料电池的低温启动性能。本文通过改变干燥氮气的吹扫时间和吹扫流量来探究吹扫条件对冷启动性能的影响。实验结果发现低温启动前(或停机后)的吹扫并非时间越长或流量越大对冷启动性能就越好。2.装配螺栓扭矩影响燃料电池的低温启动性能。本文对装配螺栓扭矩分别为1 N·m和4 N·m的燃料电池进行低温启动实验。实验结果表明,由于孔隙率的影响以及水的再分配,导致吹扫效果以及后续冷启动性能出现差异,装配螺栓扭矩为1 N·m的电池表现出较好的性能。3.吹扫后存在高频阻抗弛豫现象。本文对不同吹扫气体流量以及不同吹扫温度的高频阻抗变化现象进行探究。实验结果发现高频阻抗经历下降后的稳定值随着流量的增大而增大,达到稳定值所需的时长也随着流量的增大而增加,并且温度也对弛豫现象存在影响。***的材料影响燃料电池的低温启动性能。本文对疏水剂分别为PTFE以及PPS的MPL性能进行对比,并分别对装配有两种微孔层的PEMFC在70℃时的运行性能以及-10℃的低温启动性能进行测试。发现由PPS制备的MPL的燃料电池在常规温度下运行性能略差于由PTFE制备的,但是在-10℃时表现出良好的运行性能。***的含量和粒径大小影响MPL的性能。通过对PPS质量分数分别为10%、20%、30%的MPL进行对比,发现PPS质量分数为20%的MPL表现出最佳的性能;通过对PPS粒径为10μm和30μm的MPL进行对比,发现当PPS粒径为10μm,即PPS粒径较小时,MPL表现出较好的性能。

关键词：质子交换膜燃料电池冷启动吹扫微孔层高频阻抗

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空分装置试压吹扫过程管控

空分装置试压吹扫过程管控

作者：何强强中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

空分装置作为全厂上游装置,为下游装置开车提供氧气、氮气产品。氧气、氮气并网对于全厂早日打通全流程意义重大。针对空分装置试压、吹扫工作过程管控的研究,可以有效整合资源,使装置在短时间内产出产品,为全厂产出合格产品做好准备。... 详细信息

空分装置作为全厂上游装置,为下游装置开车提供氧气、氮气产品。氧气、氮气并网对于全厂早日打通全流程意义重大。针对空分装置试压、吹扫工作过程管控的研究,可以有效整合资源,使装置在短时间内产出产品,为全厂产出合格产品做好准备。国内空分装置试压由建设单位完成、吹扫工作是在装置压缩机组开车后由生产单位对管网、冷箱内管道等进行吹扫,而国外空分装置试压、吹扫是在EPC总承包商完成后交付生产单位。均未对试压、吹扫过程中产生的有益经验进行完整归纳,不能做到合理安排,试压、吹扫工期普遍较长,严重延误装置产出产品。为此,通过项目管理方法在计划与进度控制中的应用,编制进度计划、工作分解,采用关键路径法实现试压、吹扫过程的优化,大幅缩短了空冷器、冷箱、高压蒸汽、高压氧气等管道试压时间。高压蒸汽管道由10天减至3天,空冷器试压查漏由7天减至3天,冷箱试压查漏由10天减至3天等。通过对所有试压过程优化,试压整体过程由60天缩短至38天,节约成本2239万元。经过2年的运行,未发现管道失效情况。高压蒸汽管道吹扫可节约时间10天,高压氧气管道吹扫时间缩短30天。通过对所有吹扫过程优化,吹扫工期由90天缩短至60天,吹扫节约成本约9328.8万元。所有管道吹扫打靶合格,工程质量要求达到了交付标准。汽轮机已连续安全稳定运行2年。

关键词：试压吹扫空分

燃料电池电堆停机吹扫及低温冷启动性能的试验研究

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同济大学学报（自然科学版） 2017年第S1期45卷 126-131页

作者：许澎张洁郭鑫高源许思传同济大学新能源汽车工程中心上海201804 同济大学汽车学院上海201804

搭建了燃料电池电堆吹扫及低温冷启动测试系统,研究燃料电池停机吹扫电堆初始温度、吹扫时间、吹扫气体等因素对电堆欧姆阻值的影响,研究不同初始含水量对低温冷启动性能的影响.试验结果表明,初始温度越高,电堆欧姆阻值升高越快;相比于... 详细信息

搭建了燃料电池电堆吹扫及低温冷启动测试系统,研究燃料电池停机吹扫电堆初始温度、吹扫时间、吹扫气体等因素对电堆欧姆阻值的影响,研究不同初始含水量对低温冷启动性能的影响.试验结果表明,初始温度越高,电堆欧姆阻值升高越快;相比于单侧气体吹扫,氢气和空气同时吹扫是燃料电池最优的气体吹扫方式;适当降低质子交换膜燃料电池初始含水量有利于减少启动时间,改善启动性能.

关键词：质子交换膜燃料电池吹扫低温启动电堆

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废旧电路板钎料吹扫去除试验研究

机械工程学报 2010年第19期46卷 192-198页

作者：潘晓勇龙旦风杨继平李中良郅慧四川长虹电器股份有限公司工程技术中心绵阳621000 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 后勤工程学院军事供油工程系重庆401311

废旧电路板拆解不但是旧元器件重用的必要步骤,而且有利于废旧电路板上不同材料物质的分类收集。现有废旧电路板拆解工艺和拆解设备难以有效拆卸插装元器件,为了实现废旧电路板的自动化拆解,提出一种基于钎料吹扫去除的废旧电路板拆解工... 详细信息

废旧电路板拆解不但是旧元器件重用的必要步骤,而且有利于废旧电路板上不同材料物质的分类收集。现有废旧电路板拆解工艺和拆解设备难以有效拆卸插装元器件,为了实现废旧电路板的自动化拆解,提出一种基于钎料吹扫去除的废旧电路板拆解工艺,并研制了相应的钎料吹扫去除试验设备,用于辅助拆解以插装电子元器件为主的电路板。为了提高钎料去除率和焊点脱钎率,以废旧电视机主板为例,在钎料吹扫去除试验设备上进行钎料去除的正交试验,并在试验条件下确定最优的预热功率、喷嘴缝宽、压缩热气体吹扫角度和电路板运行速度等工艺参数。试验结果表明,基于钎料吹扫去除的拆解工艺能有效拆解插装元器件,焊点脱钎率可达98.1%;试验结果还表明,在采用基于钎料吹扫去除的拆解工艺中,电路板运行速度是影响钎料去除效果的最重要因素,应该适当取值以优化拆解工艺。

关键词：废旧电路板回收吹扫拆卸元器件

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质子交换膜燃料电池停机后吹扫仿真

同济大学学报（自然科学版） 2017年第12期45卷 1873-1878页

作者：许澎高源许思传同济大学汽车学院上海201804

基于单电池内部水相变和传递的机理建立了燃料电池一维吹扫水传递模型,研究了空气同时吹扫阴阳极方法中电池温度、吹扫气体流量对吹扫的影响,并且对比了氢气和氧气分别作为阳极吹扫气体对吹扫效果的影响.仿真结果表明:吹扫初始时刻存在... 详细信息

基于单电池内部水相变和传递的机理建立了燃料电池一维吹扫水传递模型,研究了空气同时吹扫阴阳极方法中电池温度、吹扫气体流量对吹扫的影响,并且对比了氢气和氧气分别作为阳极吹扫气体对吹扫效果的影响.仿真结果表明:吹扫初始时刻存在水从阴极到阳极的反扩散现象;电池温度对吹扫的影响程度大于流量对吹扫的影响程度,并且温度越高,膜含水量减少越快;空气吹扫阳极气体既节能又省时.

关键词：质子交换膜燃料电池(PEMFC) 吹扫含水量

集成带吹扫气OTM的常压CO2零排放SOFC复合动力系统研究

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工程热物理学报 2013年第4期34卷 591-595页

作者：段立强黄科薪潘翔杨勇平华北电力大学能源动力与机械工程学院国家火力发电工程技术研究中心电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206

本文提出集成带吹扫气OTM的常压CO_2零排放SOFC复合动力系统,Aspen plus模拟结果表明,集成带吹扫气OTM的常压CO_2零排放SOFC复合动力系统效率达58.59%,比相同条件下集成传统深冷空分系统的基准零排放系统(57.40%)高1.19个百分点。此外,... 详细信息

本文提出集成带吹扫气OTM的常压CO_2零排放SOFC复合动力系统,Aspen plus模拟结果表明,集成带吹扫气OTM的常压CO_2零排放SOFC复合动力系统效率达58.59%,比相同条件下集成传统深冷空分系统的基准零排放系统(57.40%)高1.19个百分点。此外,本文还对OTM膜两侧氧气分压比,OTM温度及电池燃料利用率进行分析,探讨其对系统性能影响的规律。本文研究成果为进一步研究高效CO_2零排放SOFC复合动力系统提供有益参考。

关键词：固体氧化物燃料电池堆(SOFC) 复合动力系统氧离子传输膜(OTM) 吹扫 CO2零排放

拉矫机内吹扫流场对酸洗板表面凹坑形成的影响

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上海金属 2023年第1期45卷 26-32页

作者：李丹张宦修彭兴东上海梅山钢铁股份有限公司冷轧厂江苏南京210039 辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051

分别采用扫描电子显微镜和ANSYS软件研究了酸洗前钢板氧化铁皮的特征和拉矫机内吹扫流场的特征,以揭示吹扫流场对酸洗板表面凹坑形成的影响。结果表明:钢板上表面Fe_(3)O_(4)层平均厚度为5.18μm,下表面Fe_(3)O_(4)层平均厚度为6.45μm... 详细信息

分别采用扫描电子显微镜和ANSYS软件研究了酸洗前钢板氧化铁皮的特征和拉矫机内吹扫流场的特征,以揭示吹扫流场对酸洗板表面凹坑形成的影响。结果表明:钢板上表面Fe_(3)O_(4)层平均厚度为5.18μm,下表面Fe_(3)O_(4)层平均厚度为6.45μm。吹扫梁上8个空气喷嘴的长度为6.7 cm时,各喷嘴喷出的气流相互干扰,钢板上出现2个氧化铁皮滞留区。吹扫梁上沿板宽分布的8个喷嘴的长度依次为6.7、8.7、10.7、12.7、11.7、10.7、8.7、6.7 cm时,各喷嘴喷出的气流相互干扰明显减轻,钢板上没有氧化铁皮滞留区。飘散在拉矫机内的氧化铁皮聚集在支撑辊之间的沟槽处,并在重力作用下落在钢板上,在工作辊的碾压下在钢板表面形成凹坑。

关键词：热轧酸洗板凹坑拉矫机吹扫