مجید کام ور - استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد پرند، دانشگاه آزاد اسلامی، پرند، ایران

در مطالعه حاضر عملکرد یک پیل سوختی اکسید جامد دو محفظهای صفحهای یکسو با سوخت هیدروژن تحت شرایط پایا با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی بصورت عددی بررسی میشود. ناحیه محاسباتی از محفظه های گازی آند و کاتد، الکترود آند، الکترود کاتد و الکترولیت تشکیل میشود. سوخت هیدروژن با کسر مولی 0.97 در محفظه گازی آند وارد میشود و در سوی دیگر هوای خشک با کسر مولی 0.21اکسیژن و 0.79 نیتروژن وارد محفظه گازی کاتد میگردد. همچنین لایه های کاتالیست به صورت یک ناحیه در نظر گرفته میشوند که واکنشهای الکتروشیمیایی در آنجا اتفاق میافتند. معادلات غیرخطی کاملا0 کوپل شده حاکم شامل معادلات بقاء جرم، اندازه حرکت، گونه شیمیایی، انرژی و بار الکترونی و یونی میباشد که در یک نرمافزار تجارتی فرمولبندی شده و با استفاده از روش المان محدود حل میشوند. جهت نشان دادن صحت مدل، نتایج حاصل از مدل با نتایج یک مدل تجربی مشابه مقایسه میگردد. در پایان تحلیل عملکرد پیل شامل توزیع سرعت، دما و غلظت تمامی گونه های گازی مورد بحث قرار میگیرد. نتایج نشان میدهد که ماکزیمم دما در سمت الکترود آند اتفاق میافتد که دلیل آن بیشتر بودن مقدار گرمایش اهمی در این بخش از پیل میباشد. بعلاوه، نشان داده میشود که در ولتاژ کاری 0.7 ولت مقدار 15.6 درصد از هیدروژن درون پیل مصرف شده است و همچنین و بخش اعظمی از هیدروژن بصورت مصرف نشده از پیل خارج میگردددر حالی که میزان کاهش اکسیژن موجود در هوا هنگام خروج از کانال برابر 9.6 درصد میباشد.

پیل سوختی اکسید جامد، دو محفظه ای، هیدروژن، روش المان محدود، پایا