摘要：质子交换膜水电解(PEMEC)是极具发展前景的水电解制氢技术,但其发展受到成本与能耗的限制。为了有效改善质子交换膜电解池阳极通道内热量传递和气液两相传递能力并提高电解性能,对电解池通道壁面结构进行研究。基于电化学原理、传质传热理论,建立了三维非等温质子交换膜电解池单通道模型,对电解池阳极通道速度、温度以及气液两相分布等方面进行分析,研究了仿生沟槽和常规沟槽对电解池热质传递以及电化学性能影响。结果表明,(1)电解池阳极通道中加入沟槽对电解池流体速度、热质传递性能及电化学性能均有不同程度优化;(2)仿生曲面沟槽相较于常规几何沟槽,对电解池各方面性能的优化效果更加显著,仿生曲面沟槽与三角形和V形沟槽相比,阳极通道传热系数分别提高10.8%和28.2%,液态水和氧气最大传质速率相对优化率达到47.0%和83.3%;(3)沟槽间距会影响通道流体扰动程度,扰动次数和沟槽数目呈正相关,当通道长度一定时,沟槽间距越小,扰动越频繁,电解池通道流体速度增大,电解池整体性能提升。研究结果可为质子交换膜电解池的设计提供一定参考。

摘要：以某典型高海拔单洞双线铁路隧道紧急救援站为依托,通过FDS较系统地研究了不同排烟量和自然风情形下,隧道内发生火灾时的烟气蔓延、温度及能见度分布规律,得到了最佳机械排烟量推荐值,并为人员逃生及烟气控制提供建议。研究结果表明:当存在自然风时,自然排烟时有部分烟气进入联络通道,不利于人员逃生;机械排烟时,随着排烟量的增大,烟气蔓延距离明显缩短,但隧道拱顶温度降低幅度较小;当排烟量取为300 m~3/s时,无论是否存在自然风,隧道特征高度处温度均低于60℃,能见度均大于10 m,且烟气主要集中在隧道顶部并与下层空气分界明显,人员疏散可处于安全状态。人员逃生建议:无自然风时,人员从有联络排烟道一侧疏散通道或就近疏散通道逃生;控烟策略:建议引入适量的纵向机械送风,方向从无联络排烟道一侧吹向有联络排烟道一侧,有利于缩短烟气的流动长度,为人员逃生创造更有利的条件,考虑关闭离火源位置较远的排烟风机,提高整个排烟系统的排烟效率。

摘要：为研究车库内燃料电池汽车氢气意外泄漏后的浓度分布情况,采用ANSYS软件,通过分析可燃性气体体积、水平方向和垂直方向氢气的扩散分布、不同泄漏位置氢气的扩散情况,研究6种不同通风方式对氢气意外泄漏扩散分布的影响,针对车库内氢气泄漏的特性,在通风方式上引入侧墙底部送风和侧墙顶部送风方式。研究结果表明:底部送风能显著加快氢气的扩散和排出。垂直高度上氢气浓度分布不均,侧墙顶部送风能使顶部堆积的氢气向下扩散,降低最大气体浓度;在墙角泄漏会由于墙壁的影响导致氢气堆积,对墙角局部通风尤为重要。研究结果可为氢燃料电池汽车专用车库的通风设计提供重要参考。