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为了研究质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的进气加湿对其性能的影响,本文从仿真和实验两方面进行了研究,首先,提出了进气加湿效率(inlet gas humidification efficiency,IGHE)模型并介绍了相关计算,进气加湿效率模型考虑了PEMFC内部电化学反应生成水量和外部进气加湿的携水量之间的关系,推导了进气加湿效率计算公式,进而给出了依据该进气加湿效率和加湿参数计算PEMFC电流密度的公式;其次,给出燃料电池计算的流程图及计算方法,在此基础上实现对燃料电池的仿真,包括:根据实验用的燃料电池尺寸建立几何模型并进行网格划分,运用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent对划分好的网格进行计算;然后,给出了PEMFC实验系统的工作原理及测试方法、燃料电池测试设备及实验步骤以及对称加湿实验参数,具体参数为燃料电池运行温度为70℃,阴阳极采用对称加湿方式进行,相对湿度分别为40%、55%、70%、85%和100%;最后,对仿真和实验结果进行了详细分析,包括运行温度为70℃,进气相对湿度分别为40%、55%、70%、85%和100%的情况下的实验值、进气加湿效率模型和Fluent模型间的极化曲线分析和上述运行情况下的阳极流道内水摩尔浓度云图、阴极流道内水摩尔浓度云图以及质子交换膜的水含量云图的分析。结果表明:随着PEMFC的进气相对湿度增加,它的进气加湿效率以及进气加湿效率模型的精确度逐渐下降;当PEMFC的运行温度为70℃,电流密度为350 mA/cm,进气相对湿度分别为40%、55%、70%、85%和100%时,进气加湿效率分别为57%,52%,43%,36%和22%,与此同时,进气加湿效率模型的精确度比起Fluent模型分别提升了79%,51%,25%,10%和4%;当进气相对湿度为100%时,PEMFC的阳极流道水摩尔浓度分布、阴极流道水摩尔浓度分布以及质子交换膜的水含量分布均为最均匀,这说明该情况下,当进气相对湿度为100%时,PEMFC性能最佳。