عنوان
شبيه‌سازي عملكرد پيل سوختي غشاء پليمري توسط يك مدل سه‌بعدي دوفازي غير هم‌دما
نويسنده اصلي
عليرضا ميرزامحمدي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
پيل‌هاي سوختي غشاء پليمري به دلايلي همچون عدم انتشار گازهاي خروجي مضر، زمان راه‌اندازي كوتاه و دماي عملكردي پايين به‌عنوان يكي از جايگزين‌ها براي موتورهاي احتراق داخلي موردتوجه سازندگان خودرو قرارگرفته اند. يكي از موضوعاتي كه در زمينه¬ي مديريت آب در اين نوع از پيل‌هاي سوختي مطرح مي‌گردد، بحث تحليل جريان دوفازي ايجادشده درون كانال گازهاي واكنش‌دهنده به‌خصوص در چگالي جريان‌هاي بالا مي‌باشد. علاوه¬براين نرخ توليد حرارت در پيل‌هاي سوختي غشاء پليمري با افزايش چگالي جريان الكتريكي (كاهش ولتاژ پيل سوختي)، افزايش مي‌يابد كه اين موضوع يك چالش اساسي را در بحث خنك‌كاري استك‌هاي پيل سوختي غشاء پليمري به‌خصوص استك خودروهاي پيل سوختي كه نيازمند چگالي جريان بالا براي چگالي توان بالا مي‌باشند را مطرح مي‌كند. پيل‌هاي سوختي غشاء پليمري داراي دما¬ي عملكردي 60 تا 80 درجه سانتي‌گراد هستند و با در نظر گرفتن اختلاف دما كم بين استك و محيط، مديريت حرارتي و عملكرد بهينه سيستم خنك‌كاري نقش كليدي در عملكرد بهينه و دوام طول عمر استك پيل سوختي دارد.
پژوهش حاضر با بهره‌گيري از يك مدل سه‌بعدي دوفازي غير هم¬دما در نرم‌افزار انسيس فلوئنت، انجام شده است. در ابتدا در اين پژوهش تأثير پارامترهاي عملكردي مانند رطوبت نسبي گازهاي واكنش‌دهنده، دماي كاري، فشار كاري و سرعت هوا¬ي ورودي در سمت كاتد بر روي عملكرد پيل سوختي (منحني قطبيت) و جريان دوفازي بررسي شد و سپس در تحليل حرارتي پيل سوختي غشاء پليمري، كانال خنك‌كاري در سمت كاتد اضافه شد تا علاوه¬ بر بررسي خنك‌كاري، تأثير آن بر روي جريان دوفازي نيز مورد ارزيابي قرار گيرد.
بر اساس نتايجي كه در اين پژوهش به دست آمد، فشار كاري بيشترين تأثير را بر روي جريان دوفازي درون كانال گازهاي واكنش‌دهنده در پيل سوختي غشاء پليمري دارد و مشاهده شد كه اعمال خنك‌كاري نيز بر روي تحليل جريان دوفازي تأثيرگذار است.
شماره ركورد
192755
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
قواي محركه
استاد راهنما
دكتر محمد حسن شجاعي فرد - دكتر علي قاسميان مقدم