تحلیل سه بعدی اثر شکل هندسی مقطع کانال گاز سمت کاتد بر عملکرد پیل سوختیPEM

توضیحات

چکیده

طراحی موثر کانال های جریانگاز در پیل های سوختی پلیمری برای اطمینان از توزیع یکنواخت گازهای واکنشگر بسیار مهم و اساسی است. در این مطالعه، با توسعه یک کد برنامه نویسی سه بعدی به زبان فرترن، تاثیر تغییر ابعاد کانال با ثابت نگه داشتن حجم و طول کانال در حالت دوفازی بر عملکرد پیلسوختی مورد مطالعه قرار میگیرد. نتایج نشان میدهند که با ثابت نگه داشتن حجم کانال و تغییر در ارتفاع و عرض کانال میتوان بر میزان اکسیژن ورودی به لایه نفوذگاز و همچنین بهبود عملکرد پیل اثرگذاری کرد. یافته ها حاکی از آن است که با کاهش ارتفاع کانال و افزایش عرضکانال از میزان اشباعشدگی و همچنین غلظت آب در لایه نفوذگاز کاسته میشود. در نتیجه اکسیژن بیشتری به تخلخل های لایه نفوذگاز و لایه کاتالیست نفوذ میکند و به تبع آن بیشترین چگالی جریان و چگالی توان در مقایسه با سایر طراحی ها تولید میکند.

 

مقدمه

یکی از موارد مهمی که بشر از ابتدا به عنوان یک چالش اساسی با آن مواجه ،بوده است یافتن روش هاي نوین و پر بازده تبدیل انرژي سوختها به انرژي قابل استفاده بوده است. امروزه بشر به فن آوري جالب پیل سوختی به عنوان جانشین بسیار مناسب براي موتورهاي احتراق داخلی می اندیشد. هواي پیل سوختی دستگاه هایی الکتروشیمیایی هستند که به طور مستقیم انرژي شیمیایی حاصل از واکنش سوخت و اکسید کننده را به الکتریسیته
و گرما تبدیل میکنند. در میان انواع پیل هاي سوختی، پیل هاي سوختی غشاء تبادل پروتنی (پلیمري به دلیل مزایاي متعدد آن از جمله چگالی توان بالا و دماي عملکردي پایین، کاربردهاي فراوانی یافته است.

 

ABSTRACT

Effective design of gas flow channels in polymer fuel cells is essential for ensuring the uniform distribution of reactive gases. In this study, with the development of a three-dimensional programming code in Fortran, the effect of changing the dimensions of the channel by keeping the volume and length of the channel in two-phase mode on the performance of the fuel cell is studied. The results show that by maintaining the channel volume and changing the height and width of the channel, the influence of the oxygen input to the permeation layer and the improvement of the performance of the cell can be affected. The findings indicate that by decreasing the canal height and increasing the width of the channel, the amount of saturation and also the concentration of water in the permeation layer is reduced. As a result, more oxygen penetrates the porosity of the permeation layer and the catalyst layer, and consequently produces the highest current density and power density compared to other designs.

 

INTRODUCTION

One of the important issues that mankind has faced from the outset as a major challenge is finding new and effective ways to convert energy from fossil fuels to energy. Today, human beings consider fuel cell technology as a very suitable replacement for internal combustion engines. Fuel cell air is an electrochemical device that directly converts the chemical energy from the reaction of fuel and oxidizing to heat and electricity. Among the different types of fuel cells, the fuel cells of the prototype exchange membrane (polymer) have been used extensively for its numerous advantages, including high power density and low operating temperature.

 

Year: ۲۰۱۹

Publisher : National Conference on Modern Modeling and Research in Mechanical Engineering

by : Javad Shourj, Seyyed Mehdi Mahnama

File Information: Persian Language/ 8 Page / size: 1.11 MB

Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart

Download tutorial

سال : ۱۳۹۷

ناشر : همایش ملی مدلسازی و پژوهش های نوین در مهندسی مکانیک

کاری از : جواد شورج ,سيد مهدی مهنما

اطلاعات فایل : زبان فارسی / 8 صفحه / حجم : MB 1.11

فقط اعضای سایت پس از ثبت نام و اضافه کردن به سبد خرید می توانند دانلود رایگان کنند.خوشحال می شویم به ما پبیوندید

آموزش دانلود