【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体涉及一种模拟电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置和采用该可视化实验装置的观察气泡的运动轨迹的可视化实验方法。
技术介绍
1、在燃料电池双极板领域，冷却侧流道中的冷却水或冷却剂具备良好的导热特性，对燃料电池运行过程中的温度控制具有重要作用。以冷却剂为冷却水为例，实际情况中，冷却侧流道中除液态水外存在少许气泡，由于气体与液态水的传热特性具有显著差异，在气泡处热量传递较慢，有出现局部热点的风险，进而导致燃料电池性能降低。因此，在研发过程中亟需对冷却侧气泡情况进行评估并优化。然而，对于如何准确还原并观测到冷却侧气泡的走向和聚集情况，进而对冷却侧流道的设计和注液参数起不到正面反馈作用。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种模拟电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置。该可视化实验装置可以直观观察气泡的运动轨迹和滞留情况，为冷却侧流道的研发设计提供了支持。
2、本专利技术的实施例还提出一种所述电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置的方法。
3、本专利技术实施例的模拟电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置包括可视化流场板、注气部件、弹性块和给料部件。
4、所述可视化流场板的周向密封设置，且所述可视化流场板内具有注气口、进液口、出液口以及连通进液口和出液口的流场流道，所述注气口与所述流场流道连通；所述弹性块密封填充在所述注气口上，所述注气部件用于穿过弹性块并
5、本专利技术实施例的模拟电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，通过在可视化流场板上设置流场流道，该流场流道用于模拟燃料电池的冷却侧流道形状和尺寸，通过进液口向流场流道内注入冷却液形成电池注液的模拟过程。并依靠注气部件往流场流道内注气形成气泡，以模拟电池注液过程中的冷却侧流道内的气泡。在此条件下，通过给料部件向流场流道内注入冷却液，在保证密封并且精确还原冷却侧气泡分布情况的同时，以此直接可视的观察气泡的运动轨迹和滞留情况，具有高度的可视性，能够有效模拟并观测到冷却侧流道中气泡位置及运动轨迹，为冷却侧流道的研发设计提供了支持。如气泡在某处多次滞留，可以在后期调整气道的形状，提高其气泡的排出率。例如对该部分形状或尺寸进行特殊设计以避免出现气泡在流场流道的滞留的问题。实现了对冷却侧流道气泡分布情况的准确还原。
6、因此，本专利技术实施例的模拟电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置可以直观观察气泡的运动轨迹和滞留情况，为冷却侧流道的研发设计提供了支持。
7、在一些实施例中，所述可视化流场板包括第一板体和第二板体，所述第一板体和第二板体中的至少一个为可视化板体；所述第一板体和所述第二板体中的至少一者上具有流道槽，所述第一板体和所述第二板体贴合设置以使所述流道槽形成所述流场流道；
8、在另一些实施例中，所述可视化流场板包括第一板体和第二板体，所述第一板体和第二板体中的至少一个为可视化板体，所述第一板体和所述第二板体中的至少一者上具有凸起，相邻所述凸起形成流道槽，所述第一板体的凸起和所述第二板体贴合设置以使所述流道槽形成所述流场流道。
9、在一些实施例中，所述第一板体和所述第二板体上均具有所述流道槽，所述第一板体的流道槽与所述第二板体的流道槽沿由进液口至出液口的方向交错设置，所述第一板体的流道槽与所述第二板体之间形成第一冷却分流道，所述第二板体的流道槽与所述第一板体之间形成第二冷却分流道，相邻所述第一冷却分流道与第二冷却分流道依次交替连通以形成所述流场流道。
10、在一些实施例中，所述流道槽呈直线型、折线型或波浪线型。
11、在一些实施例中，所述第一板体和所述第二板体中设置流道槽的区域至少为10mm×10mm。
12、在一些实施例中，所述第一板体和所述第二板体之间键合密封。
13、在一些实施例中，所述第一板体和所述第二板体为玻璃板或亚克力板。
14、在一些实施例中，所述流道槽为光刻槽、湿法腐蚀槽，所述流道槽的横截面为圆角槽。
15、在一些实施例中，所述注气部件为橡胶、硅胶或pdms中的一者。
16、在一些实施例中，所述注气口具有多个，多个所述注气口间隔开地设置在所述可视化流场板上。
17、在一些实施例中，相邻所述注气口之间的间距大于3mm，至少一个所述注气口设置在所述流道槽的区域。
18、在一些实施例中，电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置还包括夹持部件，所述夹持部件上包覆在所述可视化流场板的周向上，以便对所述可视化流场板的周沿进行密封。
19、在一些实施例中，所述夹持部件包括可拆卸设置的前夹板和后夹板，所述前夹板和所述后夹板至少一者上开设观察窗，或所述前夹板和所述后夹板中的至少一侧为透明板，所述前夹板和所述后夹板中至少一者的一侧具有容置槽，所述容置槽沿所述观察窗的周向设置，以便形成容纳所述可视化流场板的容置腔，所述可视化流场板的周沿设置在所述容置腔内，且所述可视化流场板形成所述流场流道的部分与所述观察窗对应设置。
20、在一些实施例中，所述前夹板和所述后夹板上设置所述容置槽的部分上具有进液接口和出液接口，所述进液接口与所述进液口在所述可视化流场板的厚度方向上相对设置，所述出液接口与所述出液口在所述可视化流场板的厚度方向上相对设置。
21、在一些实施例中，所述前夹板的板体部分和所述后夹板的板体部分贴合，所述注气口和所述出液口沿所述可视化流场板的高度方向上相对设置，且所述前夹板和所述后夹板在所述可视化流场板的高度方向上的一侧上具有支撑座体。
22、本专利技术实施例的上述任一项所述电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置的方法包括如下步骤：
23、开启所述给料部件，使所述流场流道内流域充满冷却液，关闭所述给料部件；
24、将所述注气部件的针头穿在所述弹性块上并与所述流场流道连通，开启所述注气部件制造气泡，关闭所述注气部件；
25、再次开启所述给料部件，通过可视化流场板观察所述气泡在所述流场流道排出情况；改变不同设置指标，测定不同条件下所述气泡在所述流场流道运动轨迹和滞留情况。。
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1.一种模拟电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，所述可视化流场板包括第一板体和第二板体，所述第一板体和第二板体中的至少一个为可视化板体；
3.根据权利要求2所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，所述第一板体和所述第二板体上均具有所述流道槽，所述第一板体的流道槽与所述第二板体的流道槽沿由进液口至出液口的方向交错设置以形成网状的流场流道，所述第一板体的流道槽与所述第二板体之间形成第一冷却分流道，所述第二板体的流道槽与所述第一板体之间形成第二冷却分流道，相邻所述第一冷却分流道与第二冷却分流道依次交替连通以形成所述流场流道；
4.根据权利要求2所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，所述第一板体和所述第二板体之间键合密封；
5.根据权利要求1所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，所述注气部件为橡胶、硅胶或PDMS中的一者；
6.根据权利要求5所述的电池流道中气泡的
7.根据权利要求1所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，还包括夹持部件，所述夹持部件上包覆在所述可视化流场板的周向上，以便对所述可视化流场板的周沿进行密封。
8.根据权利要求7所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，所述夹持部件包括可拆卸设置的前夹板和后夹板，所述前夹板和所述后夹板至少一者上开设观察窗，或所述前夹板和所述后夹板中的至少一侧为透明板，所述前夹板和所述后夹板中至少一者的一侧具有容置槽，所述容置槽沿所述观察窗的周向设置，以便形成容纳所述可视化流场板的容置腔，所述可视化流场板的周沿设置在所述容置腔内，且所述可视化流场板形成所述流场流道的部分与所述观察窗对应设置。
9.根据权利要求8所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，所述前夹板和所述后夹板上设置所述容置槽的部分上具有进液接口和出液接口，所述进液接口与所述进液口在所述可视化流场板的厚度方向上相对设置，所述出液接口与所述出液口在所述可视化流场板的厚度方向上相对设置；
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种模拟电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，所述可视化流场板包括第一板体和第二板体，所述第一板体和第二板体中的至少一个为可视化板体；
3.根据权利要求2所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，所述第一板体和所述第二板体上均具有所述流道槽，所述第一板体的流道槽与所述第二板体的流道槽沿由进液口至出液口的方向交错设置以形成网状的流场流道，所述第一板体的流道槽与所述第二板体之间形成第一冷却分流道，所述第二板体的流道槽与所述第一板体之间形成第二冷却分流道，相邻所述第一冷却分流道与第二冷却分流道依次交替连通以形成所述流场流道；
4.根据权利要求2所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，所述第一板体和所述第二板体之间键合密封；
5.根据权利要求1所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，所述注气部件为橡胶、硅胶或pdms中的一者；
6.根据权利要求5所述的电池流道中气泡的运动轨迹的可视化实验装置，其特征在于，相邻所述注气口之间的间距大于3mm，至少一个所述注气口...
【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，杨元清，宋耀颖，陆维，
申请(专利权)人：国家电投集团氢能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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