2.4.4　出/入口截面比例增加对空气分配的影响

当然,还有必要提到,过高的A_out/A_in也可能导致靠近顶层的单电池Δpi-Δpj的值为负。在这种情况下,顶层附近的单电池会获得更多的空气流。

在图2.10中,比较了3种2进3出进口管径不变,出口管径改变(提高A_out/A_in)对电堆电池层间空气'_L,i分布随电池层数i的变化关系。这3种模型分别为:

① r_in=r_out=4mm(A_out=1.5A_in);

② r_in=4mm,r_out=5mm(A_out=2.34A_in);

③ r_in=4mm,r_out=∞(A_out≫A_in)。

图2.10　增大电堆出/入主管道截面比例对电池层间'_L,i分布的影响规律

很显然,A_out/A_in从1.5到2.34到∞,该比率越大将会导致越多的空气流向高层数的电池单元区域。以出口主管A_out=∞为例,由于出口主管内的静压pout是恒定的,大气环境压力值p=0时,因为静压p在入口主管内沿着空气流动方向增加,所以每层单电池的Δpi随着电池层数i的增加而增加。在这种情况下,分配到第i层单电池的'_L,i将随着电池层数i的增加而大大增加。

结合本章前面内容,我们可以得出结论:入口主管内的分流T形节点、A_out/A_in高于1和主管中空气的高动能是导致图2.1(d)所示的两种截然不同流量分配情况背后隐藏的三个关键因素。