微凸台阵列型甲醇重整制氢微反应器理论研究与设计优化

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7、注。目前，为氢燃料电池动力汽车供氢的燃料重整器存在体积大、能量效率低、制造成本高等问题，无法满足可移动氢源紧凑化、轻量化的要求。为此，本文结合自然科学基金重点项目(项目编号：50930005)、浙江省自然科学基金重点项目(项目编号：Z1090373)和高等学校博士学科点专项科研基金(博导类)(项目编号：20110101110011)，采用理论和实验研究相结合的方式，开展了微凸台阵列型甲醇重整制氢微反应器拓扑设计、微触变成形制造与传热传质特性方面的研究工作。第1章，阐述了本论文的研究背景和意义，综合评价了当前国内外醇类重整制氢微反应器结构设计、制造、流道优化与传热传质分析方面的研究现状

8、，并提出了本论文的主要研究内容及各章节之间的体系结构。第2章，提出并设计了一种微凸台阵列型甲醇重整制氢微反应器结构，基于流体动力学理论建立了该微反应器的三维传热传质模型，分析了不同热动力学参数对甲醇制氢微反应器性能的影响规律，比较了微凸台阵列型甲醇重整制氢微反应器与其它通道型微反应器的制氢性能。第3章，为了研究微凸台阵列结构对微反应器制氢性能的影响规律，建立了基于柱塞流模型的微反应器内重整制氢物料守恒模型，分析了微凸台阵列结构参数对微凸台阵列型微反应器制氢性能的影响规律。第4章，针对微凸台阵列型甲醇重整制氢微反应器流速分布优化问题，采用简化阻抗网络模型，建立反应通道内流体分布腔结构参

9、数与微凸台阵列结构流速分布的关系模型，分析了流体分布腔结构参数对微凸台阵列结构内流速分布的影响规律。基于所得到的关系模型，提出了一种流体分布腔优化策略，并通过优化得到了不同微凸台阵列结构条件下的最优流体分布腔结构。数学模型与数值模拟结果吻合很好。第5章，针对微凸台阵列型微反应器的供热问题，提出并设计了一种自热微凸台阵列型微反应器。针对该自热微反应器，建立了三维传热和流动方程，并采用计算流体动力软件进行计算，获得了微凸台阵列结构对自热微反应器流动和传热特性的