附录:用户场函数与参数属性

“固体氧化物燃料电池”教程中使用的用户自定义的场函数和参数的名称、量纲、定义及公式。

全局参数

法拉第常数
量纲:电荷/物理量
值: F = 9.6485 × 10 7 [ s A / k m o l ]
UniversalGasConstant
量纲:能量/(温度物理量)
值:Ru=8314.4621[J/kmolK]

用户自定义的场函数

交换电流密度
说明:Butler-Volmer 方程要求的正极与负极的交换电流密度。
量纲:电流/长度^2
AnodeExchangeCurrent
公式:
17. EQUATION_DISPLAY
j0,a=j0,a*[(XTOCa0.8)(XTOCa0.2)]0.5
(5305)
定义:7746 / pow($AnodeXToCconversion * $AnodeXToCconversion * .8 * .2,.5)
(根据文献,其中 0.8 和 0.2 分别对应于测量的 H2和 H2O 的参考浓度)。
CathodeExchangeCurrent
公式:
18. EQUATION_DISPLAY
j0,c=j0,c*(XTOCc0.21)0.5
(5306)
定义:10010 / pow($CathodeXToCconversion * .21,.5)
(根据文献,其中 0.21 对应于测量的 O2 的参考浓度。)
质量通量
说明:氢、氮、氧和水的质量通量。
量纲:质量/长度^2-时间
质量通量 H2
公式:
19. EQUATION_DISPLAY
m˙H2=WH2υH2jnF=YH2m˙
(5307)
定义:${MassFractionH2} * ${MassFlux}
质量通量 N2
公式:
20. EQUATION_DISPLAY
m˙N2=WN2υN2jnF=YN2m˙
(5308)
定义:${MassFractionN2} * ${MassFlux}
质量通量 O2
公式:
21. EQUATION_DISPLAY
m˙O2=WO2υO2jnF=YO2m˙
(5309)
定义:${MassFractionO2} * ${MassFlux}
质量通量 H2O
公式:
22. EQUATION_DISPLAY
m˙H2O=WH2OυH2OjnF=YH2Om˙
(5310)
定义:${MassFractionH2O} * ${MassFlux}
转换因子
说明:相关混合物组分从摩尔分数至摩尔浓度(Simcenter STAR-CCM+ 要求)的转换因子 (XTOC)。
量纲:数量/长度^3
AnodeXToCconversion
公式:
23. EQUATION_DISPLAY
XTOCa=ρXH2WH2+XH2OWH2O
(5311)
定义:$Density / (${MoleFractionH2} * $MolecularWeightH2 + $MoleFractionH2O * $MolecularWeightH2O)
CathodeXToCconversion
公式:
24. EQUATION_DISPLAY
XTOCc=ρXN2WN2+XO2WO2
(5312)
定义:$Density / ($MoleFractionN2 * $MolecularWeightN2 + $MoleFractionO2 * $MolecularWeightO2)
ElectricPowerFlux
说明:电功率。
量纲:功率/长度^2
公式:
25. EQUATION_DISPLAY
P=UI
(5313)
定义:${ElectricPotential} * ${BoundarySpecificElectricCurrent}
ElectrolyteConductivity
说明:固态氧化物电解质的导电率。
量纲:电导/长度
公式:
26. EQUATION_DISPLAY
σm=1(0.3685+0.002838×e10300T)100
(5314)
定义:1./ ((0.3685 + 0.002838 * exp(10300 / $Temperature)) / 100.0)

SOFC 教程简称

简称 描述
Cp 热容
Eeq 平衡电势
E0 能斯脱标准电势
F 法拉第常数,96485339.924 C/kmol
H
I 可供外部电路 J 使用的总电流
j 反应电流密度,A/m²
m˙i 组分 的质量通量i
p 压力,Pa
patm 测量热力学数据的参考压力,101325 Pa
P 功率,J/s
Ru 通用气体常数,8314.4621 J / kmol K
ρ 密度
σ 导电率,S/cm
S
T 温度,K
U 阳极-阴极电势差
υi 组分 化学的计量系数i
W 分子量
X 摩尔分数
XTOC 转换因子
Y 质量分数