【摘 要】
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氢循环系统是燃料电池重要组成部分,引射器作为喷射式氢循环系统的核心部件,具有无寄生功耗、无旋转部件、结构简单、噪音低、成本低等优点,已成为质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell）研究热点之一。然而传统固定几何结构引射器性能与变工况之间的矛盾亟待解决:当引射器工作在非设计工况时,循环性能大幅度下降,不满足PEMFC系统宽功率运行需求。因此,研究一种结
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氢循环系统是燃料电池重要组成部分,引射器作为喷射式氢循环系统的核心部件,具有无寄生功耗、无旋转部件、结构简单、噪音低、成本低等优点,已成为质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell）研究热点之一。然而传统固定几何结构引射器性能与变工况之间的矛盾亟待解决:当引射器工作在非设计工况时,循环性能大幅度下降,不满足PEMFC系统宽功率运行需求。因此,研究一种结构简单,满足燃料电池变工况氢循环需求的引射器,对推动燃料电池的发展具有重要的理论意义和应用价值。针对此问题,本文设计了一种新型共轴双喷嘴引射器,提升了变工况下的氢循环性能,主要工作包括:（1）提出了一种共轴双喷嘴引射器喷嘴设计方法,建立了引射器数值仿真模型,确定了引射器关键几何结构参数;（2）揭示了共轴双喷嘴引射器内部流动机理,研究了不同工况参数对共轴双喷嘴引射器性能的影响,并且分析了相同一次流流量下不同供氢策略对引射器性能的影响;（3）根据燃料电池不同功率参数,提出了适用于燃料电池输出宽功率范围内的共轴双喷嘴引射器组合逻辑控制策略,比较了传统引射器和共轴双喷嘴引射器应用于燃料电池变工况下的循环性能;（4）分析了阳极尾气湿度对燃料电池循环系统性能的影响;（5）利用高精度加工技术制造了共轴双喷嘴引射器,建立了共轴双喷嘴引射器实验测试平台,进行了系统的实验研究。研究结果表明:（1）通过对共轴双喷嘴三种工作模式的组合,解决了引射器低功率区引射性能差的问题,在变工况下性能优良,有效扩宽了引射器工作范围;（2）在80 kW燃料电池各工况下,共轴双喷嘴引射器在高功率工况下,引射比大于0.9,在低功率工况下,可以保持引射比大于2.0,满足了燃料电池在17.9-84kW范围内的氢循环需求。
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