燃料電池建模與模擬-從微觀到宏觀 9787111775188 戈蘭.禮薩.莫萊馬內什 法爾沙德.托爾比

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書名：燃料電池建模與模擬-從微觀到宏觀
ISBN：9787111775188
出版社：機械工業
著編譯者：戈蘭.禮薩.莫萊馬內什 法爾沙德.托爾比
頁數：315
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1745334
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編輯推薦 系統性覆蓋：從電化學反應動力學、微觀傳輸現象到系統級多維模型，層層遞進，構建燃料電池技術完整知識體系。 前沿應用場景：深度解析燃料電池電動汽車、發電站、熱電聯產系統設計，緊跟碳中和與能源轉型趨勢。 代碼+案例+模擬全解析：包含質子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）等主流技術，附贈MATLAB/ANSYS等實用代碼，輕鬆復現燃料電池汽車能耗、質子交換膜建模場景模擬。

內容簡介 氫燃料電池的建模與模擬技術對揭示其運行機理、優化性能、降低成本和提高可靠性具有至關重要的作用。本書系統性地介紹了燃料電池技術，涵蓋了從基礎理論到實際應用的多個方面。首先，深入探討了燃料電池的基本原理和工作機制；隨後，以質子交換膜燃料電池與固體氧化物燃料電池為例，重點講解了不同尺度下燃料電池的建模方法，包括微觀的電化學反應模型、中觀的傳輸現象以及宏觀的系統多維模型與性能分析；緊接著以金屬氫化物和先進碳材料為例，介紹了不同儲氫系統的建模模擬方法；最後，結合燃料電池在電動汽車、發電站與熱電聯產等相關領域的案例研究，提供了多種模擬技術及代碼的應用實例，幫助讀者理解如何通過計算模型優化燃料電池的設計和運行效率。 本書適用於從事燃料電池研究、開發及應用的工程師、研究人員以及高等院校相關專業的學生，旨在為讀者提供全面而深入的燃料電池基礎與應用技術參考。

目錄 譯者序
前言
二維碼索引
第1章 燃料電池基本原理
1 1 介紹
1 1 1 燃料電池發展路線
1 1 2 燃料電池運行機制
1 1 3 燃料電池類型
1 2 熱力學
1 2 1 吉布斯自由能
1 2 2 熱力學第二定律與燃料電池
1 2 3 燃料電池效率
1 2 4 有效因素的作用
1 3 電化學反應動力學
1 3 1 交換電流密度
1 3 2 Butler-Volmer方程
1 3 3 有效因素的作用
1 4 電荷轉移
1 4 1 電子電阻
1 4 2 離子電阻
1 4 3 有效因素的作用
1 5 質量傳遞
1 5 1 從流動通道到GDL的對流傳質
1 5 2 擴散傳質
1 5 3 有效因素的作用
1 6 燃料電池的特性曲線
1 7 本章小結
思考題
參考文獻
第2章 質子交換膜燃料電池
2 1 介紹
2 1 1 組成與結構
2 1 2 PEMFC中的傳輸現象
2 1 3 PEMFC用氫
2 2 PEMFC的微尺度建模與模擬
2 2 1 微結構重建
2 2 2 孔隙尺度數值模擬方法
2 2 3 晶格玻爾茲曼模擬技術
2 2 4 水運孔隙網絡模擬
2 2 5 水傳輸的流體體積法模型
2 3 PEMFC的宏觀建模與模擬
2 3 1 電池的一維建模
2 3 2 有限體積法框架
2 3 3 電池的2D/3D建模
2 3 4 堆棧的建模
2 3 5 PEMFC系統的建模與控制
2 3 6 PEMFC冷啟動建模
2 4 本章小結
思考題
參考文獻
第3章 固體氧化物燃料電池
3 1 引言
3 1 1 部件及結構
3 1 2 固體燃料電池系統中的傳輸現象
3 2 固體燃料電池的微觀建模與模擬
3 2 1 微觀結構重建方法
3 2 2 反應氣體流動的晶格玻爾茲曼模擬
3 3 固體燃料電池的宏觀建模與模擬
3 3 1 一維建模
3 3 2 固體燃料電池單元、堆棧和系統的2D/3D模型
3 3 3 固體燃料電池系統建模
3 4 固體氧化物電解槽的建模
3 5 本章小結
思考題
參考文獻
第4章 儲氫系統
4 1 引言
4 2 高壓罐
4 3 儲氫罐
4 3 1 一維建模
4 3 2 CFD模擬
4 4 本章小結
思考題
參考文獻
第5章 燃料電池電動汽車
5 1 介紹
5 2 車輛動力學
5 2 1 阻力和牽引力
5 2 2 車輛性能
5 2 3 車輛能耗
5 3 燃料電池電動汽車的配置和組件
5 3 1 PEMFC和電池模塊
5 3 2 車輛控制單元
5 3 3 牽引電機
5 3 4 PEMFC和氫氣罐
5 4 FCEV的建模與控制
5 4 1 性能特徵
5 4 2 能耗特點
5 5 本章小結
思考題
參考文獻
第6章 燃料電池發電站
6 1 應用
6 1 1 住宅領域
6 1 2 發電站
6 1 3 汽車
6 2 SOFC發電站組件
6 2 1 主反應堆
6 2 2 材料
6 2 3 重整器
6 2 4 調壓器
6 2 5 熱管理組件
6 3 燃料
6 3 1 外重整
6 3 2 內重整
6 3 3 氣化
6 4 本章小結
思考題
參考文獻
第7章 熱電聯產系統
7 1 熱電聯產和燃料電池
7 1 1 燃料電池發熱量
7 1 2 有效能
7 1 3 熱經濟學
7 2 熱電聯產設計的一般程序
7 3 基於SOFC的熱電聯產系統
7 3 1 SOFC與汽輪機聯產系統
7 3 2 空間增溫的應用場景
7 3 3 SOFC與脫鹽聯產系統
7 3 4 供電設施中的應用場景
7 3 5 高溫電池的應用場景
7 4 基於PEMFC的熱電聯產系統
7 4 1 基於PEMFC熱電聯產系統的主要關注點
7 4 2 有機朗肯循環
7 4 3 熱電聯產循環計算
7 4 4 實例分析
7 5 本章小結
思考題
參考文獻
附錄
附錄A 格子玻爾茲曼代碼
A 1 幾何生成器
A 2 具有纖維障礙的PEMFC流道內等溫單相空氣流動
A 3 多孔介質中流體位移的建模
A 4 使用格子玻爾茲曼方法的PEMFC陰極催化劑層建模
附錄B 用於PEMFC模擬的MATLAB代碼
附錄C 優化方法
C 1 優化的概念
C 2 優化方法分類
C 3 在C++中實現優化方法
C 4 總結
參考文獻
附錄D 基於ANSYSFluent的MH油箱模擬UDF
附錄E 計算FCEV能量消耗的MATLAB代碼

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