[发明专利]一种燃料电池增湿罐增湿效果测试方法

权利要求书

1.一种燃料电池增湿罐增湿效果测试方法，其特征在于：步骤如下

S0，在被测试增湿罐(1)的上端依次连接气液分离器(9)和球阀一(11)，在增湿罐(1)的下端依次连接单向阀(10)、球阀二(12)、空压机(2)和干燥器(4)，同时在增湿罐(1)上设置压力计传感器(5)、温度传感器(6)、液位传感器(7)和加热器(8)，并将增湿罐(1)与水泵(3)连接；

S1，增湿罐流量分析：

S11，通过压力计传感器(5)测定增湿罐(1)内稳定状态下的压力，并记录压力增加Δp_i的时间Δt_i：

向增湿罐(1)内注入增湿水至指定液位L，关闭球阀二(12)，开球阀一(11)，记录罐内稳定时的压力数值P_i，即为空压力提供的压力；

开启球阀二(12)，若气体出口处无明显液态水随气体排出，则认为液位L为可试验液位，并记录此时的压力计传感器(5)的数值P，即为增湿罐工作时罐内的压力；

关闭球阀一(11)，开启球阀二(12)，使增湿罐(1)内压力P降为0，关闭球阀二(12)，开启球阀一(11)，重复记录n组数据，每组数据分别为罐内表压从0增加到P_i时，每增加Δp_i时的时间Δt，各组试验记录m次数据；

S12，运用3σ准则进行数据处理，剔除异常数据；

S13，运用拉格朗日或牛顿插值法求出单位压力变化下的时间，并通过理想气体状态方程通过压力求出质量；

S14，运用4阶Runge-Kutta方法，求出增湿罐(1)稳定工作压力下质量随时间变化的斜率；

S2，增湿罐增湿效果分析：

S21，将步骤S1中得到的流量进行取平均数或中位数得到最终流量；

S22，通过液位传感器(7)记录增湿罐(1)稳定工作时单位时间内增湿水液位变化，并通过3σ准则进行数据处理；

S23，通过气体相对湿度与绝对湿度的定义，计算气体增湿后的湿度。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池增湿罐增湿效果测试方法，其特征在于，所述的步骤S12是分析所测数据在3σ规则的上下控制限，并按照如下方法剔除不合理数据：

a，求取n组数据中达到特定压力p₁、p₂、…、p_m时对应的时间t₁、t₂、…、t_m的平均值，数据中第i组时间平均值为

b，n组等压数据对应时间t_i的样本方差为其标准差即为σ_i；

c，将各组数据的σ_i乘以3，偏差超出此范围的数据默认为偏差值，予以剔除。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池增湿罐增湿效果测试方法，其特征在于，所述的步骤S12中n组数据剔除异常的数据后，每组还剩M_i个值，M_i≤m，将这n组数据通过拉格朗日法或牛顿法，选取适当Δp做M_i阶插值，其中M_i为各组的有效数据数量，i＝1,2，…,n。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池增湿罐增湿效果测试方法，其特征在于，所述的拉格朗日法使用如下公式：

拉格朗日基本多项式为

所得拉格朗日插值多项式为

5.根据权利要求3所述的一种燃料电池增湿罐增湿效果测试方法，其特征在于，所述的牛顿法使用如下公式：

公式(1)中T为插值函数，p为待求解的给定压力值，T[p,p₀]为插值函数T在p和p₀点的一阶差商，公式(2)至公式(M_i+1)依此类推，可得公式(M_i+1)中为插值函数T在点的M_i+1阶差商；

所以方程(1)到(M_i+1)可得：

因为代数插值存在唯一性定理，n次牛顿插值公式恒等于n次拉格朗日插值公式，误差余项也相等，即为：

其中ξ∈p_M。