疏水微流控孔隙网络中的分形流动模式：多孔电极两相流的实验建模
流体动力学
2009-09-07 v1 化学物理
摘要
在旨在模拟燃料电池特定多孔介质的疏水微孔网络中，观察到了实验性的两相侵入渗流流动模式。为了模拟聚合物电解质膜燃料电池(PEMFCs)多孔电极中遇到的操作条件，我们制造了具有相应微通道尺寸分布的微孔网络。入口通道以对应于燃料电池电流密度1.0至0.1 A/cm² (Ca 10e-7-10e-8)的流速均匀侵入。观察并分析了各种分形突破模式，以根据总饱和度St、局部饱和度s和分形维数D来量化淹没密度和几何多样性。研究发现，在侵入过程中，St单调增加直至达到突破点，而s剖面则显示了过程中液相的动态分布。分形分析证实，这些实验属于带截留的侵入渗流流动机制。在这项工作中，我们提出将分形维数D与总饱和度相关联，并将此映射图用作模拟气体扩散层(GDL)中液态水传输的参数。
引用
@article{arxiv.0909.0758,
title = {Fractal flow patterns in hydrophobic microfluidic pore networks: experimental modeling of two-phase flow in porous electrodes},
author = {Viatcheslav Berejnov and Aimy Bazylak and David Sinton and Ned Djilali},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.0758},
year = {2009}
}
备注
Submitted to the Journal of the Electrochemical Society