بررسی عددی توزیع فشار وجریان در منیفولد های پیل سوختی و شبیه سازی آنها در نرمافزار FLUENT

پیل سوختی 1 یکی از پرکاربردترین وسایل تولید الکتریسیته درسال های اخیر میباشد. در ساختار توده پیل سوختی از راهگاههایی(منیفلدهایی) 2 جهت رساندن گاز به کانالهای سلهای 3 مختلف استفاده میشود. در این تحلیل، آرایشهای 4 مختلف جریان گاز مورد مطالعه قرار گرفته است. جریان گاز در کانالهای ایجاد شده در صفحه دو قطبی هر سل از توده پیل سوختی توسط معادلات دارسی- ویسباخ با فرض کردن یک نفوذ پذیری مغناطیسی ثابت برای هر سل مدلسازی شده است. همچنین جریان گاز در منیفولد های ورودی وخروجی توده پیل سوختی نیز بر اساس معادله تعادل انرژی مکانیکی و با در نظر گرفتن افت فشار ناشی از اصطکاک دیوارهها و اتصالات مدل سازی شد. در ادامه از یک روشحل ریاضی، جهت محاسبه توزیع فشار و توزیع جریانگاز در توده پیل سوختی در کانالهای هر سل و همچنین درمنیفولدها، ارائه شده است. آرایش جریان گاز توسط نرم افزارfluentشبیه سازی شده و نتایج باهم مقایسه گردید. نتایج نشاندهنده این است که افتفشار 5 ایجاد شده به دلیل اصطکاک دیواره، در مقایسه با افت ایجاد شده در منیفولدهای ورودی و خروجی، بدلیل نفوذ جریان در سلولها و تقسیم جریان در اتصالات، ناچیز میباشد. همچنین مشخص گردید که ساختار هندسی منیفولدها از نظر شکل و اندازه، بیشترین تأثیر را در تغییرات فشار ایفا میکند و همچنین توزیع فشار و جریان، تحت تأثیر اثرات هندسی قرار دارند. با افزایش تعداد سلهای تودهپیلسوختی مشخص گردید که جریان در منیفولدهای گاز، مغشوش 6 شده، و باعث توزیع نامناسب گاز در سیستم توزیع میشود

Keywords:

توده پیل سوختی , راهگاهها جریان , توزیع جریان , توزیع فشار