2.4.3　入口截面大于等于出口截面的空氣分配規(guī)律

首先,對于具有A_in≥A_out的U形電堆來說,方程(2.9)右側的第二項為正,并且增大了壓降差Δpi-Δpj(>0,j>i)的大小。因此,在任何情況下,'_L,i將隨著層數(shù)i的增加而單調減小。第二,對于A_in≤A_out的U形電堆來說,方程(2.9)中空氣流量的動量差值為負。阻力和動量差異對Δpi-Δpj的作用相反。因此,適當?shù)脑龃蟪隹谥鞴艿臋M截面面積將有效地減小電堆不同層數(shù)之間的壓力差Δpi-Δpj,這對于電堆空氣流量的均勻分配至關重要。

圖2.9　不同進出口主管道截面比例對電池單元間'_L,i分布規(guī)律情況

圖2.9比較了3種不同進出口主管道截面比例對電池單元間'_L,i分布的影響,這3種結構分別為:

① 2進3出,r_in=4mm(A_in=A_out);

② 3進2出,r_in=r_out=4mm(A_in>A_out);

③ 2進3出,r_in=r_out=4mm(A_in<A_out)。

很顯然,只要A_in≥A_out,那么在任何情況下'_L,i將會隨著層數(shù)i的增加而單調遞減,并且第一層單電池獲得的空氣流量最大。在圖2.9中,可以清楚地看出2進3出且r_in=r_out=4mm(A_in<A_out)模型結構的空氣分配情況比其他兩個模型的要均勻。A_in<A_out電堆均勻性指標Γ_L是0.857,A_in=A_out電堆均勻性指標Γ_L是0.411,A_in>A_out電堆均勻性指標Γ_L是0.321。