【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学，具体是一种圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构。
技术介绍
1、氢气作为未来可持续发展的能源载体，发挥着重要作用，目前，氢气主要由甲烷等碳氢化合物燃料的重整以及电解水制氢产生，电解水制氢所涉及到的各类电解槽中，质子交换膜电解槽因具有高电流密度、高产氢纯度和无腐蚀性电解质循环带来的安全性以及能够承受阳极和阴极侧之间更高压差的能力，而更受青睐。
2、在质子交换膜电解槽中，流场的结构直接影响反应物分布的均匀性、流道的热管理效率、产物浓度分布、催化层的电化学反应速率和电极内部的温度分布，一旦流场的结构不合理，会引起反应物在流场中分布不均匀以及催化剂材料消耗不平衡等问题，从而降低电解槽系统的性能。
3、传统的流场主要包括蛇形流场、叉指流场和平行流场，但是，它们都存在一些不足，其中：对于平行流场，各通道流速分布不均、压差较小，导致反应物的流动性较差，浓度分布不均匀；对于叉指流场，存在压降损失较大的问题；对于蛇形流场，反应物流动过程中，会在弯道处产生气液堆积，具有较高的压降。可见，传统流场在减缓气液两相流带来的负面影响、保证反应物浓度分布均匀性等方面具有一定的局限性。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构，能够使反应物、温度和电流密度分布更加均匀。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种圆形径向平行流道和点阵流场相结合
4、所述流场板本体的外圆周均匀地开设有若干个与径向平行流道和点阵流场相连通的反应物入口和产物出口。
5、进一步地，所述径向平行流道为扇形，其由若干条斜向设置且相互平行的直线流道构成。
6、进一步地，所述直线流道的宽度为1mm，且相邻两条直线流道之间的间距为1mm。
7、进一步地，所述点阵流场由若干个呈现阵列分布的截面为菱形、圆形、长方形、正方形或三角形的凸块形成。
8、进一步地，所述点阵流场中的凸块呈现交叉式排布或顺排排布。
9、进一步地，所述反应物入口和产物出口间隔分布。
10、进一步地，所述流场板本体由石墨、不锈钢或泡沫金属制成。
11、本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
12、本专利技术采用径向平行流道和点阵流场相结合的形式，一则，径向平行流道较低的压降水平降低流场总体压降，促使反应物液体以较快的流速进入流道，在电极处发生电化学反应，降低了电解槽的功泵损耗；二则，点阵流场不仅增加了液体扰流与传质过程，而且起到分散气泡的作用，促进了生成气体的有效排出，防止气体堵塞，使流道内温度、反应液浓度和电流密度分布更均匀，提高了电解槽的效率；可见，本专利技术的径向平行流道和点阵流场相结合的流场实现了降低压降水平和提升反应物传质水平的有效平衡，因此，其既适用于质子交换膜电解槽，也适用于燃料电池和液流电池等电化学装置，具有较为广泛的适用性。
13、本专利技术将反应物入口和产物出口间隔分布，反应物从其中一个反应物入口进入流道后，可以从与该反应物入口相邻的两个产物出口流出，缩短了反应物的流动路径，降低了反应物入口和产物出口的压差，进一步提高了流道内温度、反应液浓度和电流密度分布的均匀性，提升了对应电化学装置的运行效率。
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1.一种圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构，其特征在于，包括均匀分布于圆形流场板本体(1)表面的多个关于其圆心对称的径向平行流道(2)以及多个关于其圆心对称的点阵流场(3)，径向平行流道(2)和点阵流场(3)间隔分布，径向平行流道(2)与点阵流场(3)的流道相连通；
2.根据权利要求1所述的圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构，其特征在于，所述径向平行流道(2)为扇形，其由若干条斜向设置且相互平行的直线流道构成。
3.根据权利要求2所述的圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构，其特征在于，所述直线流道的宽度为1mm，且相邻两条直线流道之间的间距为1mm。
4.根据权利要求1或2所述的圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构，其特征在于，所述点阵流场(3)由若干个呈现阵列分布的截面为菱形、圆形、长方形、正方形或三角形的凸块形成。
5.根据权利要求4所述的圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构，其特征在于，所述点阵流场(3)中的凸块呈现交叉式排布或顺排排布。
6.根据权利要求1或2所述的圆形径向平行流
7.根据权利要求1或2所述的圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构，其特征在于，所述流场板本体(1)由石墨、不锈钢或泡沫金属制成。
...【技术特征摘要】
1.一种圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构，其特征在于，包括均匀分布于圆形流场板本体(1)表面的多个关于其圆心对称的径向平行流道(2)以及多个关于其圆心对称的点阵流场(3)，径向平行流道(2)和点阵流场(3)间隔分布，径向平行流道(2)与点阵流场(3)的流道相连通；
2.根据权利要求1所述的圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构，其特征在于，所述径向平行流道(2)为扇形，其由若干条斜向设置且相互平行的直线流道构成。
3.根据权利要求2所述的圆形径向平行流道和点阵流场相结合的流场结构，其特征在于，所述直线流道的宽度为1mm，且相邻两条直线流道之间的间距为1mm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李印实，刘伟团，郎文平，
申请(专利权)人：陕西清能动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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