質子交換膜燃料電池擴散層物性分形表征方法及其應用

第1章　緒論
1.1　PEM燃料電池及其計算機模擬
1.1.1　PEM燃料電池
1.1.2　PEM燃料電池的計算機模擬
1.1.3　PEM燃料電池模型簡述
1.2　擴散層多孔介質及其分形模型
1.2.1　PEM燃料電池的擴散層
1.2.2　多孔介質及其分形模型
1.3　本書要點
第2章　PEM燃料電池擴散層的分形特征
2.1　分形幾何
2.1.1　分形的概念
2.1.2　分形的性質
2.1.3　分形維數(shù)
2.1.4　分形理論在材料表征研究申的應用
2.2　PEM燃料電池擴散層壓汞試驗
2.2.1　壓汞測孔試驗原理和方法
2.2.2　擴散層碳纖維紙試樣
2.2.3　測試結果
2.3　壓汞試驗結果的分形分析
2.3.1　擴散層多孔介質分形特性
2.3.2　擴散層分形維數(shù)的測定
2.3.3　結果分析
2.4　本章小結
第3章　擴散層的分形描述及分形維數(shù)
3.1　擴散層的分形描述
3.1.1　表征毛細管通道彎曲的分形標度關系
3.1.2　表征孔徑與孔隙數(shù)目的分形標度關系
3.2　分形維數(shù)的測定方法
3.2.1　分形維數(shù)測定方法的分類
3.2.2　基于數(shù)字圖像的分形維數(shù)測定方法
3.2.3　基于SEM圖像的擴散層分形維數(shù)測定方法優(yōu)選
3.3　擴散層孔隙面積分形維數(shù)的測定
3.4　擴散層曲線分形維數(shù)的測定
3.5　本章小結
第4章　擴散層滲透率的分形模型及預測
4.1　多孔介質滲透率及其分形研究
4.1.1　多孔介質的滲透率
4.1.2　多孔介質滲透率的研究方法
4.1.3　多孔介質滲透率的分形研究
4.2　擴散層飽和滲透率的分形模型
4.2.1　擴散層的流量計算
4.2.2　擴散層的飽和滲透率及分析
4.2.3　擴散層飽和滲透率中的單元截面計算
4.3　擴散層飽和滲透率的分形預測
4.3.1　飽和滲透率分形模型的驗證
4.3.2　分形維數(shù)和孔隙率對飽和滲透率的影響
4.3.3　Knudsen效應對飽和滲透率的影響
4.4　擴散層相對滲透率的分形模型
4.4.1　擴散層的潤濕性研究
4.4.2　擴散層分形描述的修正
4.4.3　擴散層毛細管壓力與液相飽和度關系的分形模型
4.4.4　基于分形的相對滲透率模型推導
4.5　擴散層相對滲透率的分形預測
4.5.1　液相飽和度分形模型的驗證
4.5.2　PTFE對毛細管壓力與液相飽和度關系的影響
4.5.3　分形維數(shù)對毛細管壓力與液相飽和度關系的影響
4.5.4　PTFE和分形維數(shù)對相對滲透率的影響
4.6　本章小結
第5章　擴散層熱導率的分形模型及預測
5.1　多子乙介質熱導率及其分形研究
5.1.1　多孔介質中的傳熱
5.1.2　多孔介質熱導率的研究方法
5.1.3　多孔介質熱導率的分形研究
5.2　擴散層熱導率的分形模型
5.2.1　并聯(lián)模型
5.2.2　串聯(lián)及串并聯(lián)混合模型
5.3　擴散層熱導率的分形預測
5.3.1　熱導率分形模型的預測分析
5.3.2　分形維數(shù)和孔隙率對熱導率的影響
5.4　本章小結
第6章　擴散層擴散系數(shù)的分形模型及預測
6.1　多孔介質擴散系數(shù)及其分形研究
6.1.1　多孔介質的擴散系數(shù)
6.1.2　多孔介質擴散系數(shù)的研究方法
6.1.3　多孔介質擴散系數(shù)的分形研究
6.2　氫有效擴散系數(shù)的分形模型及其預測
6.2.1　氫有效擴散系數(shù)的分形模型
6.2.2　氫有效擴散系數(shù)的分形預測
6.2.3　分形維數(shù)和孔隙率對氫有效擴散系數(shù)的影響
6.3　氧有效雙元擴散系數(shù)的分形模型及預測
6.3.1　有效雙元擴散系數(shù)的表達
6.3.2　基于分形的氧有效雙元擴散系數(shù)模型推導
6.3.3　氧有效雙元擴散系數(shù)模型驗證
6.3.4　分形維數(shù)和孔隙率對氧有效雙元擴散系數(shù)的影響
6.5　本章小結
第7章　擴散層微結構對PEM燃料電池性能的影響
7.1　PEM燃料電池性能模擬的數(shù)學模型
7.1.1　連續(xù)方程
7.1.2　動量方程
7.1.3　能量方程
7.1.4　組分方程
7.1.5　電化學方程
7.2　幾何模型、邊界條件及計算方案
7.2.1　幾何模型
7.2.2　邊界條件
7.2.3　計算方案
7.3　計算結果及分析
7.4　本章小結
參考文獻