Приложение С (справочное). Расчет эффективного коэффициента утилизации кислорода

Приложение С
(справочное)

Расчет эффективного коэффициента утилизации кислорода

С.1 Общие положения

В приложении С описан метод расчета эффективного коэффициента утилизации кислорода, как это определено в 3.1.12.

С.2 Метод расчета

В ходе эксплуатационных испытаний катодный газ подается со скоростью q _c, л/мин (STP). Расход кислорода , л/мин (STP), должен рассчитываться по мольной доле кислорода в катодном газе, или , моль/моль, с использованием уравнения (С.1)

.

(С.1)

Расчет теоретического тока, определенного в 3.1.10, I _{теоретический}, А, проводится в предположении, что катодный газ равномерно распределен между N, последовательно соединенных в сборке из топливных элементов, и полностью расходуется в электрохимических реакциях, по уравнению (С.2)

,

(C.2)

где P _st - стандартное давление (101 325 Нм ^-2);

T _st - стандартная температура (273,15 К);

R - газовая постоянная (8,314 4 Дж/моль ^-1К ^-1);

F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль);

- число электронов, участвующих при переносе одной молекулы кислорода во время электрохимического восстановления, что приводит к  = 4, как показано в уравнении (С.3);

N - количество последовательно соединенных топливных элементов.

.

(С.3)

Измеренный выходной ток каждой сборочной единицы из топливного элемента или батареи выражается как I _{измеренный}. Поэтому эффективный коэффициент утилизации кислорода, или , %, должен рассчитываться по уравнению (С.4)

.

(С.4)

С.3 Пример расчета

При проведении эксплуатационных испытаний предполагается, что расход катодного газа f _c составляет 1,50 л/мин (STP), в батарее имеется N = 10 последовательно соединенных топливных элементов с указанным составом газа, приведенного в таблице С.1.  = 0,314 л/мин (STP) и I _{теоретический} = 9,01 А могут быть получены с помощью уравнений (С.1) и (С.2), соответственно. При фактическом выходном токе в батарее при испытании производительности, равном 2,70 А, измеренное значение I _{измеренный} равно 2,70 А. Таким образом, эффективный коэффициент утилизации кислорода может быть рассчитан как  = 2,70/9,01100 = 30 % с использованием уравнения (С.4).

Таблица С.1 - Состав катодного газа и I _{теоретический}

Компонент	x i, моль, %	, л/мин (STP)	I теоретический, A
O 2	20,95	20,95/1001,50 = 0,314	287,00,314/10 = 9,01
N 2	79,05