2.4.5　出/入口主管道截面积的影响

从图2.5(b)中我们可以直观地看到,通过调整设计参数得到的入口和出口主管之间p⁃i关系线的斜率大小相近,也可以得到电堆各层之间相近的Δpi,当各层的Δpi很接近时,整个电堆的空气分配将很均匀。如果p⁃i关系线的斜率值过大就意味着在电堆的电池单元之间存在较大的压力差,这是由于电堆不同的设计结构导致的。因此,为了实现高质量的空气流量分配我们应该考虑许多因素。由于A_in和A_out是方程(2.9)右侧的分母,而A_out/A_in是指定的,所以通过增加A_in和A_out,压降差Δpi-Δpj的值应该大大减小。此外,较大的主管横截面积意味着主管空气的平均速度u较低,而空气的利用率固定,这将进一步减小方程(2.9)中的动量变化和阻力大小。因此,增加A_in和A_out可以提高'_L,i分布的均匀性。

图2.11显示了2进3出U形空气流动路径的电堆'_L,i与不同主管半径之间的关系。显然,当保持进入模型的空气总流量恒定时,电堆'_L,i分布的均匀性随着入口和出口主管半径的增加而提高。

图2.11　不同出/入口主管道管径对电池层间'_L,i分布的影响