Введение
Глава 1. Аналитический обзор 12
1.1. Основные характеристики топливных элементов 12
1.1.1. Уровень разработок энергетических установок на тотэ в россии 12
1.1.2. Уровень мировых разработок в области тотэ
1.2. Механизм работы твердооксидного топливного элемента 14
1.3. Энергоустановки с паровым риформером 22
1.4. Энергоустановки с воздушным риформером 24
1.5. Энергоустановки с риформингом уходящими анодными газами 25
1.6. Методы расчета границы сажеобразования 27
1.7. Методы расчета равновесного состава продуктов неполного сгорания 32
1.8. Выводы к главе 1 36
Глава 2. Адаптированная к инженерной практике методика расчета равновесного состава 38
2.1. Расчет равновесного состава для воздушного, парового риформинга, батарей тотэ и при рециркуляции анодных газов 38
2.1.1. Воздушный риформинг 39
2.1.2. Паровой риформинг 41
2.1.3. Риформинг уходящими анодными газами 44
2.1.4. Расчет состава анодного газа на выходе из тотэ
2.2. Расчет границы сажеобразования для воздушного риформера 48
2.3. Расчет степени рециркуляции z, исключающей сажеобразование в воздушном риформере и анодном канале 50
2.4. Влияние значения степени рециркуляции на ЭДС ТОТЭ на основе адаптированной к инженерной практике методики расчета 57
2.5. Зависимость теплоты реакции воздушного и парового риформинга от
отношения окислителя и топлива в исходной смеси 60
2.5.1. Воздушный риформинг 60
2.5.2. Паровой риформинг
2.6. Расчет необходимого количества теплоты при риформинге уходящими анодными газами 65
2.7. Выводы по главе 2 70
Глава 3. Экспериментальное исследование воздушного риформера для энергетической установки на твердооксидных топливных элементах 72
3.1. Испытание воздушного риформера при нагреве электрическим нагревателем 72
3.1.1. Результаты испытаний воздушного риформера при нагреве электрическим нагревателем и анализ полученных данных 73
3.1.3. Вывод по испытаниям воздушного риформера при нагреве электрическим нагревателем 75
3.2. Описание испытаний воздушного риформера совместно с каталитической горелкой и теплообменником 75
3.2.1. Методика проведения испытаний 76
3.2.2. Математическая модель модуля «риформер/горелка/теплообменник» для энергетической установки на тотэ 82
3.2.3. Результаты проведенных исследований 86
3.2.4. Анализ результатов испытаний воздушного риформера совместно с каталитической горелкой и теплообменником 89
3.2.5. Оценка характеристик энергетической установки на базе модуля и батарей тотэ 92
3.2.6. Выводы по испытаниям воздушного риформера совместно с каталитической горелкой и теплообменником 95
3.3. Выводы по главе 3 95
глава 4. Экспериментальное исследование энергетической установки на базе тотэ мощностью 5 квт 96
4.1. Методика проведения испытаний энергетической установки на базе тотэ мощностью 5квт 96
4.2. Описание полученных экспериментальных данных 101
4.3. Сравнение экспериментальных и расчетных данных 102
4.4. Математическая модель энергетической установки на базе тотэ мощностью 5квт 110
4.5. Анализ результатов испытаний энергетической установки на базе тотэ мощностью 5 квт 114
4.6. Выводы к главе 4 119
Заключение 121
Условные обозначения 122
Список литературы 127
