مدلسازی جریان دوفازی و غیرهمدما در پیل سوختی پلیمری

در این مقاله مدلسازی دوفاز و غیر همدمای جریان در پیل سوختی پلیمری انجام شده و با جریان تکفاز مقایسه شده است. معادلات حاکم شامل معادلات بقای جرم، بقای مومنتوم و بقای انرژی در اجزای مختلف پیل سوختی است که از روش تفاضل محدود حل شده اند. جهت بررسی صحت مدلسازی ، منحنی عملکرد پیل سوختی با نتایج تجربی موجود در مقالات مقایسه شده است. نتایج مدل سازی نشان می دهد که جهت مدلسازی دقیق جریان دوفازی لازم است هر دو اثر تماس دو فاز و تبادل جرم بین آنها در نظر گرفته شود هرچند تاثیر هر کدام روی عملکرد پیل سوختی یکسان نیست. منحنی محتوای آب موجود در غشاء در دو حالت تکفاز و دو فاز ترسیم شده است. محتوای آب غشاء در حالت دوفازی بیشتر از حالت تک فاز بوده و با کاهش رطوبت نسبی گازهای ورودی به کاتد، اختلاف آنها بیشتر می شود. منحنی تغییرات درجه حرارت در طول پیل سوختی ترسیم و با حالت تکفاز مقایسه شده است. درجه حرارت در حالت تکفاز از دوفاز بیشتر است. در چگالی جریان های کم، توزیع دمای تکفاز و دوفاز بسیار به هم نزدیکند و با افزایش چگالی جریان در پیل سوختی اختلاف بین آن دو بیشتر می شود چراکه بخشی از حرارت صرف تبخیر آب می شود.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی پلیمری ، جریان دوفاز ، غیرهمدما