【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及流道設計，具體而言，涉及一種節流流道設計方法及雙極板流道。
技術介紹
1、電催化耦合質子交換膜燃料電池(pemfc)是利用氫氣作為燃料進行化學反應，將化學能直接轉化為電能的高效能量轉換裝置，具有能量轉換效率高、環境友好、燃料的適用范圍廣等優點。
2、燃料電池中雙極板是起著傳導、散熱、支撐、密封、機械固定等作用的結構件。雙極板上開有流道，燃料(或助燃劑)和氧氣分別通過流道進入燃料電池，與電催化劑觸媒層進行化學反應，產生電流和水蒸氣，因此流道的結構設計對于燃料電池的性能有著重大影響。
3、流道結構設計的一個重要目標就是增強傳質效率，提高排水能力，并將流道流阻控制在合理的范圍。傳統的直流道雖具有較小的阻力，但其脊下的排水和傳質能力卻相對較弱。而節流流道則通過縮小局部流動截面，增大了局部的流道壓降，增強了脊下的傳質和排水能力，從而有效提高了燃料電池的整體性能。然而，為了達到這一預期效果，往往需要設計極小的局部流道尺寸，這在加工工藝上造成了極大的挑戰。面對如何在加工工藝的限制內優化節流流道設計的問題，目前尚缺乏有效的方法。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于提供一種節流流道設計方法及雙極板流道，以解決現有技術中的燃料電池雙極板中的節流流道不能同時滿足工藝要求以及具有較高性能的問題。
2、為了實現上述目的，根據本專利技術的一個方面，提供了一種節流流道設計方法，包括：獲取主流道的主流道尺寸和主流道上設置的節流結構個數x；根據主流道尺寸和節
3、進一步地，節流流道設計方法還包括：根據主流道尺寸和節流結構個數x選取第一節流截面積s1；根據第一節流截面積s1獲取第一流道性能指標；若第一流道性能指標在預定流道性能指標的范圍內，則確定第一節流截面積s1為節流最小截面積s；若第一流道性能指標在預定流道性能指標的范圍外，則依次選取節流結構的第n節流截面積sn，直至根據第n節流截面積sn獲取的第n流道性能指標在預定流道性能指標的范圍內，則確定第n節流截面積sn為節流最小截面積s。
4、進一步地，獲取流道性能指標包括：獲取流道流阻pi、脊下對流量qi；其中，流道流阻pi和脊下對流量qi與節流截面積si呈線性負相關。
5、進一步地，獲取流道性能指標包括：獲取氧氣濃度衰減率δi；其中，氧氣濃度衰減率δi為為流道中氧氣濃度，為最小氧氣濃度；氧氣濃度衰減率δi與節流截面積si呈線性正相關。
6、進一步地，獲取主流道尺寸包括：獲取主流道底部寬度l1、主流道深度l2和主流道拔膜角α。
7、進一步地，節流流道設計方法還包括：根據節流最小截面積s選取節流結構的節流尺寸，以使節流尺寸在可加工范圍內。
8、進一步地，節流流道設計方法還包括：根據節流最小截面積s選取節流結構的第一節流尺寸；若第一節流尺寸在可加工范圍內，則確定第一節流尺寸為加工節流尺寸；若第一節流尺寸在可加工范圍外，則依次選取節流結構的第n節流尺寸，直至第n節流尺寸在可加工范圍內，則確定第n節流尺寸為加工節流尺寸。
9、進一步地，節流流道設計方法還包括：根據節流最小截面積s選取節流結構底部寬度w、節流結構深度h和節流結構拔膜角θ；其中，節流最小截面積s為s＝wh+h2tanθ；若節流結構底部寬度w、節流結構深度h和節流結構拔膜角θ滿足w+2h?tanθ＜wch_top和w＞wmin，則節流尺寸在可加工范圍內；其中，wch_top為主流道頂部寬度，wmin為加工精度允許的最小尺寸。
10、根據本專利技術的另一方面，提供了一種雙極板流道，適用于上述的節流流道設計方法，雙極板流道包括：主流道；節流結構，設置在主流道上。
11、進一步地，節流結構為多個，多個節流結構沿主流道的延伸方向間隔設置；和/或主流道為多個，多個主流道沿垂直于主流道延伸的方向間隔設置。
12、應用本專利技術的技術方案，本專利技術提供了一種節流流道設計方法，節流流道設計方法包括：獲取主流道的主流道尺寸和主流道上設置的節流結構個數x；根據主流道尺寸和節流結構個數x選取節流結構的節流截面積si，以使根據節流截面積si獲取的流道性能指標在預定流道性能指標的范圍內。通過精細調整主流道和節流結構的尺寸與結構，顯著優化了燃料電池的傳質和排水性能，有效提高了燃料電池的效率和穩定性。該方法不僅考慮了流道的性能指標，還兼顧了加工工藝的限制，確保了設計的可行性和經濟性，為燃料電池技術的發展提供了有力支持。通過仿真計算驗證設計的有效性，進一步保證了流道設計的精準度，使得燃料電池在實際應用中能夠展現出更優異的性能，為清潔能源的推廣和應用開辟了新的道路，解決了現有技術中的燃料電池雙極板中的節流流道不能同時滿足工藝要求以及具有較高性能的問題。
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1.一種節流流道設計方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的節流流道設計方法，其特征在于，所述節流流道設計方法還包括：
3.根據權利要求1所述的節流流道設計方法，其特征在于，獲取流道性能指標包括：
4.根據權利要求1所述的節流流道設計方法，其特征在于，獲取流道性能指標包括：
5.根據權利要求1所述的節流流道設計方法，其特征在于，獲取所述主流道尺寸包括：
6.根據權利要求2所述的節流流道設計方法，其特征在于，所述節流流道設計方法還包括：
7.根據權利要求6所述的節流流道設計方法，其特征在于，所述節流流道設計方法還包括：
8.根據權利要求6所述的節流流道設計方法，其特征在于，所述節流流道設計方法還包括：
9.一種雙極板流道，其特征在于，適用于權利要求1至8中任一項所述的節流流道設計方法，所述雙極板流道包括：
10.根據權利要求9所述的雙極板流道，其特征在于，
【技術特征摘要】
1.一種節流流道設計方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的節流流道設計方法，其特征在于，所述節流流道設計方法還包括：
3.根據權利要求1所述的節流流道設計方法，其特征在于，獲取流道性能指標包括：
4.根據權利要求1所述的節流流道設計方法，其特征在于，獲取流道性能指標包括：
5.根據權利要求1所述的節流流道設計方法，其特征在于，獲取所述主流道尺寸包括：
6.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王敏，楊元清，宋耀穎，陸維，
申請(專利權)人：國家電投集團氫能科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：
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