بررسی عددی سه بعدی تاثیر مدیریت آب در کانال هوای سمت کاتد پیل سوختی پلیمری

سال انتشار: 1396
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: فارسی
مشاهده: 374

فایل این مقاله در 6 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

ICHMT03_149

تاریخ نمایه سازی: 7 اسفند 1396

چکیده مقاله:

پیل سوختی دستگاه الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی را به طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. از مزایای این سیستم میتوان به راندمان بالا، عدم آلودگی محیط زیست و استفاده در سطوح مختلف تولید توان اشاره نمود. در میان انواع پیلهای سوختی، پیل سوختی پلیمری دارای چگالی توان بالا، دمای کارکرد پایین و زمان راه اندازی کوتاه میباشد که با توجه به الکترولیت پلیمری خود، بمنظور رسانش یونها باید دارای رطوبت کافی بوده تا رسانندگی غشاء کاهش نیابد و توان خروجی پیل دچار افت نشود. از طرف دیگر مقدار آب اضافی باعث بسته شدن منافذ الکترودها شده و مانع رسیدن هوا برای انجام واکنش شیمیایی در پیل می شود. در نتیجه پدیده طغیان درکاتد رخ میدهد و این مسیله باعث کاهش توان خروجی پیل خواهد شد. یکی از مهمترین چالشهای طراحی پیل سوختی پلیمری مدیریت آب میباشد. در این مطالعه شبیه سازی عددی مدیریت آب در سمت کاتد پیل سوختی پلیمری به صورت سه بعدی، دوفازی و گذرا انجام شده است. ناحیه مورد بررسی شامل کانال گاز )هوا( و لایه متخلخل GDL میباشد. تاثیر زاویه تماس سطوح و سرعت جریان کانال گاز بر انتشار آب در کانال گاز مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی توسط مدل دوفازی VOF در نرم افزار حجم محدود ANSYSY Fluent انجام شده است. نتایج نشان میدهد که زاویه تماس سطوح بر مدیریت آب پیل سوختی بسیار تاثیرگذار بوده و همچنین با افزایشسرعت هوای ورودی مقدار متوسط آب در کانال هوا کاهش یافته و همچنین افت فشار دو فازی در کانال هوا بطور خطی افزایش مییابد.

نویسندگان

علی باقری سرخکلایی

دانشجوی کارشناسی ارشد تبدیل انرژی ، دانشگاه علوم و فنون مازندران

علی اکبر رنجبر

استاد، عضو هییت علمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

قدیر اسماعیلی

استادیار ، دانشگاه تخصصی فناوری های نوین آمل