李大鹏 , 王臻



潜艇电化学发电机装置硼氢化钠水解制氢系统两相流动特性研究

李大鹏1, 王臻2

（1. 海军工程大学动力工程学院，武汉 430033; 2. 海军大连舰艇学院外训系，辽宁大连 112700）

潜艇电化学发电机装置硼氢化钠水解制氢系统涉及到复杂的物理化学现象，对制氢过程的气泡形成、生长、浮升、融合、脱离等两相流动现象进行了研究。研究结果可作为潜艇电化学发电机装置硼氢化钠水解制氢系统的产氢过程稳定性、制氢器设计和运行优化、产氢过程的噪声控制等研究的基础。

潜艇 电化学发电机 硼氢化钠 水解 制氢 两相流动

0 前言

硼氢化钠（NaBH4）水解产生氢气，AIP潜艇电化学发电机装置可使用NaBH4水解制氢[1-5]。NaBH4水解制氢过程中，要涉及到气泡的形成、生长、浮升、融合、脱离等两相流动现象，对其研究可基于已有的两相流动模型进行，并在此基础上，对产氢稳定性、制氢器设计和运行优化、噪声控制等方面进一步开展研究。

1 水解产氢条件

NaBH4在固体催化剂作用下水解时，H2优先在催化剂颗粒表面释放出来，形成的气相空间减小了进入反应区的反应物质量，并持续到在气液两相空间建立起动态平衡。

固体催化剂颗粒表面上，H2气泡生长。H2气泡尺寸取决于气泡脱离力与将气泡粘附在固体颗粒表面上的附着力的相对大小。脱离力包括浮升力和溶液流动时的水动力学力，附着力为表面能力。

NaBH4溶液流动过程中，气相形成机理和过程如下：在初始溶液所占据空间内，由于密度波动，液相空间会形成以微小气泡形式存在的气相；……