Numerical Study of Membrane Humidifier Performance with Single Channel Serpentine Configuration on Both Wet and Dry Sides

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 8

فایل این مقاله در 12 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JHMTR-12-2_004

تاریخ نمایه سازی: 23 فروردین 1405

چکیده مقاله:

The simplest and most prevalent method for water management inside proton exchange membrane fuel cells is the moisturization of hydrogen gas and air (or oxygen) before fuel cell entrance. To this end, membrane humidifiers with distinct specifications such as structural simplicity, no electric power consumption, and lack of moving parts are used. The current paper presents a study of such a humidifier and proposes building serpentine flow channels on the wet and dry sides to increase gas retention duration on the membrane surface. The humidifier's numerical ۳D modeling was used to analyze several parameters, including water volume passage through the membrane, flow velocity inside channels, gas temperature on the dry and wet sides, and pressure drop inside channels. According to the results, water moves from the wet side to the dry side through the membrane, and water concentration increases along the channel on the dry side, such that the water concentration at the output on the dry side reaches ۲.۸ moles per cubic meter. Although serpentine flow channels cause more pressure drop compared to parallel channels, the longer gas retention duration inside the channels on both dry and wet sides improves the humidifier's performance in terms of heat transfer and water mass transfer.

نویسندگان

Ebrahim Afshari

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Isfahan, Isfahan, Iran

Nabi Jahantigh

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Zabol, Zabol, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Huizing, R., ۲۰۰۷. Design and membrane selection for gas to ...
  • Najmi, A. H., et al., ۲۰۲۱. Experimental investigation and optimization ...
  • Chen, D., and Peng, H., ۲۰۰۵. A thermodynamic model of ...
  • Ahmaditaba, A. H., Afshari, E., and Asghari, S., ۲۰۱۸. An ...
  • Chen, D., and Peng, H., ۲۰۰۸. Nonminimum-Phase Phenomenon of PEM ...
  • Yu, S., Im, S., Kim, S., Hwang, J., Lee, Y., ...
  • Ramya, K., Sreenivas, J., Dhathathreyan, KS., ۲۰۱۱. Study of a ...
  • Afshari, E. and Baharlou Houreh, N., ۲۰۱۴. Performance analysis of ...
  • Ahluwalia, R.K., Wang, X., Johnson, W.B, Ber, F.G. and Kadylak, ...
  • Cave, P., and Mérida W., ۲۰۰۸. Water flux in membrane ...
  • Chen, C.Y., Yan, W.M., Lai, C.N., and Su, J.H., ۲۰۱۷. ...
  • Wang, Y., et al., ۲۰۲۳. Deep-learning accelerating topology optimization of ...
  • Pang, Y., Wang, Y., ۲۰۲۳. Water spatial distribution in polymer ...
  • Houreh, N.B., Ghaedamini, M., Shokouhmand, H., Afshari, E., and Ahmaditaba, ...
  • Wang, Z., et al., ۲۰۲۰. Prediction of effective diffusivity of ...
  • Wang, Z., et al., ۲۰۲۳. Application progress of small-scale proton ...
  • Masaeli, N., Afshari, E., Baniasadi, E., and Baharlou-Houreh, N., ۲۰۲۳. ...
  • Shamsizadeh, P., and Afshari E., ۲۰۲۲. Numerical modeling of a ...
  • Hwang, JJ., Chang, WR, Kao, JK., Wu, W., ۲۰۱۲. Expemental ...
  • نمایش کامل مراجع