一种燃料电池消音装置及燃料电池系统的制作方法

技术特征：
1.一种燃料电池消音装置，其特征在于，包括：穿孔管（10），所述穿孔管（10）的一端为气体入口（20）、另一端为气体出口（30），所述穿孔管（10）的第一区域表面沿径向方向开设有微穿孔（101）、第二区域表面沿径向方向开设有共振腔孔（102）；外筒体（60），所述外筒体（60）设置于所述穿孔管（10）的外周，且所述外筒体（60）的内侧与所述穿孔管（10）的外侧之间形成封闭腔；隔板（80），所述隔板（80）设置于所述穿孔管（10）与所述外筒体（60）之间，并将所述微穿孔（101）与所述共振腔孔（102）隔离开；所述穿孔管（10）的第一区域外表面、外筒体（60）和所述隔板（80）形成微穿孔区域（90），所述穿孔管（10）的第二区域外表面、外筒体（60）和所述隔板（80）形成共振腔区域（100）。2.根据权利要求1所述的燃料电池消音装置，其特征在于，所述微穿孔（101）所在的第一区域位于所述外筒体（60）的下方开设排水口（70）。3.根据权利要求1所述的燃料电池消音装置，其特征在于，所述外筒体（60）呈圆台状，靠近所述气体入口（20）一端的直径小于靠近所述气体出口（30）一端的直径。4.根据权利要求3所述的燃料电池消音装置，其特征在于，还包括前端盖（40）和后端盖（50），所述前端盖（40）设置于所述穿孔管（10）位于气体入口（20）一端，后端盖（50）设置于所述穿孔管（10）位于气体出口（30）一端，所述外筒体（60）的两端分别与所述前端盖（40）和所述后端盖（50）密封连接，所述穿孔管（10）、外筒体（60）、前端盖（40）和后端盖（50）之间形成封闭腔。5.根据权利要求1所述的燃料电池消音装置，其特征在于，所述微穿孔（101）直径小于1mm，穿孔率小于6%。6.根据权利要求5所述的燃料电池消音装置，其特征在于，所述共振腔孔（102）直径大于2mm，穿孔率为10%-15%。7.根据权利要求1-6任一项所述的燃料电池消音装置，其特征在于，根据牛顿第二定律以及理想气体状态方程可得到共振腔区域（100）的共振频率表达式：
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式一式一中，为声速，为小孔截面积，为密闭空腔容积，，为小孔长度，为修正值，当圆孔直径为时，为小孔有效长度。8.根据权利要求7所述的燃料电池消音装置，其特征在于，根据马大猷的微穿孔板声阻抗理论模型，其相对声阻抗率的表达式为：
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式二式二中，表示相对声阻率，表示相对声抗率，
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式三
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式四式三和式四中， 为微穿孔（101）直径，为穿孔率，为微穿孔（101）深度，为空气运动粘度系数，微穿孔板常数，为入射波频率，空腔的声阻抗率为：
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式五式五中，为空腔深度；结合式一至式五，可得到微穿孔结构的相对声阻抗率为：
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式六根据马大猷院士提出的经典微穿孔板理论，可得到微穿孔区域（90）的吸声系数为：
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式七。9.根据权利要求8所述的燃料电池消音装置，其特征在于，当发生共振时，微穿孔区域（90）吸声结构声抗为0，此时最大吸声系数为：
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式八吸收峰共振频率满足以下方程：
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式九吸声系数为最大吸声系数的一半时的频率满足以下方程：
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式十。10.一种燃料电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的燃料电池消音装置。

技术总结
本发明提供了一种燃料电池消音装置及燃料电池系统，包括穿孔管、外筒体和隔板，穿孔管的一端为气体入口、另一端为气体出口，穿孔管的第一区域表面沿径向方向开设有微穿孔、第二区域表面沿径向方向开设有共振腔孔；外筒体设置于穿孔管的外周，且外筒体的内侧与穿孔管的外侧之间形成封闭腔；隔板设置于穿孔管与外筒体之间，并将微穿孔与共振腔孔隔离开。穿孔管的第一区域外表面、外筒和隔板形成微穿孔区域，高压气体通过微穿孔时气体质点的振动产生粘滞力以及摩擦阻力将气体声能转化为热能，阻力小且再生噪声低，用于高频降噪；穿孔管的第二区域外表面、外筒和隔板形成共振腔区域，通过共振及空气柱摩擦将气体声能转化为热能，用于低频降噪。于低频降噪。于低频降噪。


技术研发人员：罗玉兰 赵兴旺 李飞强 方川
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：2022.11.02
技术公布日：2022/11/29