基于框架设计的液流电池流场优化模拟研究

基于框架设计的液流电池流场优化模拟研究

论文摘要

液流电池通常采用对角平推流流场,会形成电解液滞留区,造成电池局部浓差极化大,影响综合性能。鉴于此,提出了一种基于框架设计的流场优化方法,通过设计电极框架,可以得到"蛇形流道"和"平行流道"两类流场。以全钒液流电池为例,通过数学建模,研究了不同流场结构和参数对于多孔电极内电解液流动特性、电化学反应和温度变化特性的影响规律。计算结果与实验结果一致性良好,结果表明:电解液在"平行流场"内的流动均匀性比在"蛇形流场"内好,且不存在滞留区,同时在"平行流场"内浓差极化也较"蛇形流场"低;此外,对于同样的电极面积,在电极内部的"平行流道"越多,电解液的流速分布越均匀,反应特性越好。

论文目录

  • 引言
  • 1 流场设计方法与数学建模
  •   1.1 流场设计方法
  •   1.2 模型简化假设
  •   1.3 模型方程及求解方法
  •     1.3.1 动量守恒
  •     1.3.2 物质守恒
  •     1.3.3 电荷守恒
  •     1.3.4 能量守恒
  •     1.3.5 求解方法
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 模拟结果的实验验证
  •   2.2 不同流道对电解液流动特性的影响分析
  •   2.3 不同流道对电化学反应特性的影响分析
  •   2.4 不同流道对反应热效应特性的影响分析
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 尤东江,魏建云,李雪菁,娄景媛

    关键词: 液流电池,框架,流场,数学模型

    来源: 化工学报 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 烟台大学环境与材料工程学院

    基金: 国家自然科学基金项目(21606191)

    分类号: TM912

    页码: 4437-4448

    总页数: 12

    文件大小: 2851K

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