SOFC电极多组分传质过程的格子Boltzmann模拟

工程热物理学报 , 2013, 34(9): 1711-1714.

SOFC电极多组分传质过程的格子Boltzmann模拟

徐晗 ^1, , 党政 ^2, , 白博峰 ^3,

1.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;西安交通大学建筑环境与设备工程系,陕西西安710049

2.西安交通大学建筑环境与设备工程系,陕西西安710049

3.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049

基金项目: 国家自然科学基金(50976092) 教育部博士点基金(20090201120076) 中央高校基本科研业务费专项资金资助2012

关键词：格子 Boltzmann方法 , 多组分 , 多孔介质 , 质量传递 , 固体氧化物燃料电池

Lattice Boltzmann Modelling of Multi-Component Gas Transport in a SOFC Electrodes Layer

XU Han ^1, , DANG Zheng ^2, , BAI Bo-Feng ^3,

1.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;西安交通大学建筑环境与设备工程系,陕西西安710049

2.西安交通大学建筑环境与设备工程系,陕西西安710049

3.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049

Keywords： lattice Boltzmann method , multi component , porous media , mass transfer , solid oxide fuel cell

本文建立了基于气体混合物动力学理论的多组分流动与基于Brinkman方程的REV尺度多孔介质流动的耦合二维LB模型,研究了SOFC阳极与阴极内多组分气体传质过程,对SOFC浓差极化进行预测.计算结果表明:对含有惰性气体的三组分等摩尔反向扩散过程,本文计算的各组分摩尔分数分布与采用Stefan-Maxwell方程计算的结果吻合较好;对多组分气体在多孔电极内的传质过程,本文计算的浓差极化与采用Extended FM、DGM与SMM计算的结果相比更加接近实验结果.

参考文献

[1]	Guo ZL.;Zheng CG.;Shi BC. .Discrete lattice effects on the forcing term in the lattice Boltzmann method - art. no. 046308[J].Physical review.E.Statistical physics, plasmas, fluids, and related interdisciplinary topics,2002(4 Pt.2b):6308-0.
[2]	R. Suwanwarangkul;E. Croiset;M.W. Fowler;P.L. Douglas;E. Entchev;M.A. Douglas .Performance comparison of Fick's, dusty-gas and Stefan-Maxwell models to predict the concentration overpotential of a SOFC anode[J].Journal of Power Sources,2003(1):9-18.

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