[發(fā)明專利]一種燃料電池增濕反應(yīng)氣體的露點溫度的測試方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010765539.1 | 申請日： | 2020-07-31 |
| 公開（公告）號： | CN111933974B | 公開（公告）日： | 2021-09-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 崔士濤;鄧存柏;瞿麗娟;陳允至;黃志華 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣東國鴻氫能科技有限公司 |
| 主分類號： | H01M8/0438 | 分類號： | H01M8/0438;H01M8/04119;H01M8/04992 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202 | 代理人： | 陳旭紅;呂金金 |
| 地址： | 527326 廣東省云浮市云城*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 燃料電池 反應(yīng) 氣體 露點 溫度 測試 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種燃料電池增濕反應(yīng)氣體露點溫度的測試方法，包括：使一定流量的反應(yīng)氣體流動通過增濕器進行增濕，并監(jiān)測增濕后的反應(yīng)氣體的溫度和壓力；將增濕后的反應(yīng)氣體流入冷凝器進行冷凝處理，使反應(yīng)氣體由不飽和狀態(tài)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)，獲取此時冷凝水的質(zhì)量，并監(jiān)測冷凝后的反應(yīng)氣體的溫度和壓力；采用熱力學基本方程和理想氣體方程，以增濕前的反應(yīng)氣體的流量、增濕后的反應(yīng)氣體的溫度和壓力、冷凝水的質(zhì)量，及冷凝后的反應(yīng)氣體的溫度和壓力計算出非飽和蒸汽的露點溫度。本發(fā)明提供的燃料電池增濕反應(yīng)氣體露點溫度的測試方法，測量設(shè)備簡單，通過熱力學基本定律和理想氣體狀態(tài)方程可直接計算出氣體增濕后的露點溫度，使測試結(jié)果準確、可靠。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池增濕反應(yīng)氣體露點溫度的測試方法。
背景技術(shù)
燃料電池作為一種清潔能源，近年來越來越受到人們的重視，特別是隨著燃料電池或系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化和批量化生產(chǎn)，燃料電池電堆或系統(tǒng)的操作條件的準確性和可控性越來越受到人們的重視，尤其是增濕后反應(yīng)氣體的露點溫度的測試一直是一個比較大的難題。以燃料電池系統(tǒng)空氣增濕為例，目前，現(xiàn)有技術(shù)中常用的確定增濕氣體露點溫度的方法有兩種：一種是直接將經(jīng)過膜增濕器的水溫定義為增濕氣體的露點溫度，另一種做法是采用露點儀來測量增濕氣體的露點溫度；前者的缺點是：由于水汽交換的差異經(jīng)過膜增濕器的氣體不一定是飽和狀態(tài)，也即增濕水溫度實際上并不等于增濕氣體的露點溫度，導(dǎo)致該種方法的測試結(jié)果不精確。而后者的缺點是現(xiàn)在市面上已有的露點儀，在測試露點溫度時容易在露點探頭上產(chǎn)生積水的現(xiàn)象，從而使測試的露點溫度值產(chǎn)生偏差，測試結(jié)果的準確性一樣無法保障；且露點儀通常價格較高，使得測試花費的成本大，不經(jīng)濟。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池增濕反應(yīng)氣體露點溫度的測試方法，該方法測量設(shè)備簡單，通過最基本的熱力學基本定律和理想氣體狀態(tài)方程，結(jié)合常規(guī)的時間、流量、溫度及壓力等測量數(shù)據(jù)，可直接計算出氣體增濕后的露點溫度，使測試結(jié)果準確、可靠，同時降低了測量成本。
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明實施例提供了一種燃料電池增濕反應(yīng)氣體露點溫度的測試方法，包括：
使一定流量的反應(yīng)氣體流動通過增濕器進行增濕，并監(jiān)測增濕后的反應(yīng)氣體的溫度和壓力；
將增濕后的反應(yīng)氣體流入冷凝器進行冷凝處理，使反應(yīng)氣體由不飽和狀態(tài)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)，獲取此時冷凝水的質(zhì)量，并監(jiān)測冷凝后的反應(yīng)氣體的溫度和壓力；
采用熱力學基本方程和理想氣體方程，以增濕前的反應(yīng)氣體的流量、增濕后的反應(yīng)氣體的溫度和壓力、冷凝水的質(zhì)量，以及冷凝后的反應(yīng)氣體的溫度和壓力，作為計算參數(shù)，計算出非飽和蒸汽的露點溫度。
進一步地，所述將增濕后的反應(yīng)氣體流入冷凝器進行冷凝處理，包括：將冷凝器的冷凝溫度設(shè)置為小于10℃。
進一步地，所述采用熱力學基本方程和理想氣體方程，以增濕前的反應(yīng)氣體的流量、增濕后的反應(yīng)氣體的溫度和壓力、冷凝水的質(zhì)量，以及冷凝后的反應(yīng)氣體的溫度和壓力，作為計算參數(shù)，計算出非飽和蒸汽的露點溫度，包括：
計算冷凝氣體的飽和蒸氣壓，采用公式：
其中，A、B、C為安托因方程不同氣體對應(yīng)的常量，其數(shù)值通過查表獲得；T2為增濕后的反應(yīng)氣體的溫度；
計算冷凝氣體的水元素的比例，采用公式：Xwater2＝Psat2/(101.325+P2)；
其中，P2為增濕后的反應(yīng)氣體的壓力；
計算未增濕氣體的摩爾流速、經(jīng)過冷凝器后的飽和氣體中水元素的摩爾流速及冷凝水的摩爾流速，采用公式如下：
Sgas＝S/22.4；
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