بررسی عددی افزایش راندمان خنک کاری در پیل های سوختی به کمک جابجایی آشوبناک

در این مقاله اثر مکانیزم آشوبناک بر اختلاط و انتقال حرارت در مبدل حرارتی یکپارچه در صفحات دو قطبی PEMFC بررسی می-شود. به همین منظور از هندسه پیشنهادی جدیدی که عامل بوجود آورنده جابجایی آشوبناک است استفاده شده است. ساختار مبدل بکارگرفته شده در این کاربردها کاملآ ساده بوده و رژیم جریان در آنها آرام با عدد رینولدزی در حدود ۲۰۰ است. ابتدا با ردگیری ذرات به صورت الگرانژی درون جریان و محاسبه عدد نمایی لیاپانف، نشان داده شده است که هندسه جدید، آشوبناک بوده و سپس با محاسبه میزان کشیدگی المانهای سیال و ایجاد مقاطع پوآنکاره، اثر مکانیزم آشوبناک بر اختلاط به صورت کمی و کیفی بررسی شدهاست. محاسبات انجام شده نشان میدهد که واگرایی مسیر ذرات و کشیدگی المانهای سیال در جریان آشوبناک به صورت نماییافزایش یافته و درنتیجه اختلاط افزایش چشمگیری خواهد داشت. همچنین عدد نوسلت و میزان افت فشار محاسبه شده در هر دوهندسه نشان می دهد که با تغییر مکانیزم جابجایی سیال در مبدل حرارتی و آشوبناک شدن آن، انتقال حرارت نیز افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی PEMFC ، جابجایی آشوبناک ، اختلاط ، انتقال حرارت.