润滑与密封

作者：许国良,杜阳,朱一萍,孙佳伟,师春雨,黄晓明

单位：华中科技大学能源与动力工程学院,,,,,,,,,,,

关键词：固体氧化物燃料电池;格子Boltzmann方法;压缩密封;泄漏率;气密性

基金：国家自然科学基金项目（51576077）.

对平板式固体氧化物燃料电池（SOFC）的压缩密封结构的泄漏特性进行定量研究。为模拟粗糙泄漏通道的复杂形貌，采用粗糙表面数值重构技术来构建不同气体泄漏通道；考虑流动通道尺度细微、边界复杂，应用格子Boltzmann方法（LBM）对气体流动特性进行数值分析，建立包括粗糙表面几何特性参数在内的泄漏率计算模型；通过单粗糙峰微观接触力学分析，建立泄漏通道结构特征参数随应力变化的定量关系式，并分析各种因素对封接气密性的影响。结果表明：压缩密封结构的主要影响因素为粗糙表面形貌、密封材料机械力学特性、密封流体物性以及密封结构工作状态；表面粗糙度越大，温度越高，泄漏率越低；压缩密封过程中材料变形较小，对泄漏率的影响也较小；不同介质的热物理性质差异会引起泄漏率的不同。将提出的模型应用于某SOFC密封结构的泄漏率预测，计算结果与实验测量结果吻合良好，验证了模型的准确性。

来源：2019年第4期

《润滑与密封》期刊编辑部

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