[实用新型]双极板流场流体可视化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测流场流体运动规律的装置，尤其涉及一种双极板流场流体可视化装置。

背景技术

燃料电池双极板分为阴极板、阳极板，冷却腔流场板。阴极板、阳极板上均有符合燃料电池输送、排放物质要求的通道，也叫流场，流场是由流场沟和流场脊组成，流场形状可以按照流体运动规律设计，设计的流场对燃料电池性能有重要影响。

流体的可视化在文献F.Barreras*，A.Lozano，L.Vali~no，C.，A.Pascau：Flow distribution in a bipolar plate of a proton exchange membrane fuel cell：experiments and numerical simulation studies，Journal of Power Sources 144(2005)54-66中有详细描述，该文献中采用的方法，流体是确定黏度的溶剂与可溶荧光染色剂混合物，确定黏度是指液体在管道中确定的流速时具有与氢气运动黏度相近的液体，文献中溶剂流体是甘油与水按一定比例配制的，可溶性荧光染色剂可以溶于溶剂流体，采用注射的方法引入溶剂流体通道，然后用荧光示踪激光摄像机对流体运动状态进行记录。也存在其它相似的方法进行观察。这些方法共同的缺点是对透明装置有很高的要求，因为应用了有机溶剂，所以不能使用橡塑材料，特别是对双极板密封用材料有溶胀作用，另外，荧光染色剂的溶解混合均匀性、速度无法把握和表征，另外荧光示踪噪声大，影响观察的准确性。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，研制一种方便观察、记录流体在流场内运动的状态的双极板流场流体可视化装置和方法。本实用新型的技术实现手段如下：

一种双极板流场流体可视化装置，其特征在于包括底板、气体供应装置、增湿罐、红外摄像机和盖板；在底板上，双极板的进出口位置设有流体通道；在所述气体供应装置通入底板的管道上装有各种流体测量仪表，并在底板的出口端也设有测量仪表，所述盖板上镶有金属丝，增湿罐上设有加热装置；使用时将双极板夹在盖板和底板中间，通过紧固螺栓将其紧固，气体供应装置通过调节装置调解后，将气体通入增湿罐中进行加热，后注入双极板上的流场内，用红外摄像机进行记录。

盖板上镶入槽的直径稍大于金属丝直径，金属丝镶入时一面漏出，一面用环氧树脂封装固定，漏出端对着流场面，金属丝沿流场沟槽结构分布，分布间距为等距离。

所述的盖板为玻璃布层压板，金属丝为铜丝。

所述各种流体测量仪表为温度仪表、流量仪表、压力仪表；调节装置为减压阀、稳压阀和调节阀。

气体供应装置管道具有良好保温。

所述的双极板为单节双极板或叠加双极板。

使用双极板流场流体可视化装置的方法：

a、将双极板夹在盖板和底板中间，用紧固螺栓将其紧固；

b、加热增湿罐温度，最好增湿罐温度达到沸腾；

c、打开红外摄像机，对准双极板流场测试位置；

d、打开气体供应装置阀门，气体通过增湿罐被加热，热气流进入双极板流场；

e、红外摄像机记录盖板上各点金属丝温度分布。

还包括按照电堆放置的常见方式，改变该装置的放置方式进行分别测试观察的步骤。

还包括改变气体的压力、流量，后分别进行测试观察的步骤。本实用新型主要解决了测试方法中流体选用以及观察方法问题，所采用的流体和方法简单、实用，能更加准确、更加快速地观察到所需的结果，适于双极板设计验证。由于其结构简单，不仅便于生产，而且成本非常低廉适于广泛推广。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构示意图。

图中：1、盖板，  2、底板，  3、双极板，  4、流场   5、紧固螺栓， 6、红外摄像机，  7、出口，  8、气体供应装置，  9、增湿罐，10、铜丝， 11、调节装置。

具体实施方式