具有透气性侧面的微小流道内气液两相流动的研究

以质子交换膜燃料电池阴极气体通道内的传热传质问题为应用背景, 以一个侧面由透气性多孔材料构成的毫米或亚毫米尺寸的方形通道内，沿着通道内气体流动方向液体水不断地通过透气性侧面渗入到气体通道内而形成的气液两相流动现象为研究对象，从理论和实验两方面研究其两相流动特征及相关因素的影响.实验方面, 建立微小通道内气液两相流动可视化试验系统，观察和记录微通道内液滴的形成，成长和脱离过程以及与此相伴的气液两相流动特征,并评价气体的流速和湿度以及作为燃料电池气体扩散层的炭质多孔材料的结构和表面湿润性等因素对该两相流动特征的影响。理论方面,通过对一个通道外侧液体被压入通道内部过程中出现的液滴的形成，成长和脱离现象进行分析建立一个数学模型，并利用其去评价相关影响因素的作用。综合实验和理论研究结果尝试为燃料电池的抗干涸和抗水淹设计提供参考。