شبیه سازی فرآیند تغییر فاز آب در کانال عبور گاز در پیل سوختی با استفاده از آنالیز ترمودینامیکی و دینامیک سیالات محاسباتی

مدیریت آب در پیل سوختی و بررسی جریان به صورت دو فاز اهمیت ویژه ای دارد. در این مقاله، تغییر فاز در کانال کاتد یک پیل سوختی که در مجاورت یک کانال سیال خنک کن قرار دارد و از این طریق مقداری دفع گرما از دیواره پایینی آن روی میدهد بررسی شود. در ابتدا با حل ترمودینامیکی نم سنجی، میزان تولید آب مایع و دفع گرما به ازای شرایط ورودی و خروجی مشخص، محاسبه شده و سپس با استفاده از آنالیز دینامیک سیالات محاسباتی و مدل مخلوط آب مایع- بخار آب برای مدلسازی فرآیند تغییر فاز، این فرآیند باری دیگر شبیه سازی میشود. −نتایج آنالیز دینامیک سیالات محاسباتی با استفاده از تنظیم کردن پارامتری تحت عنوان نرخ میعان با استفاده از −سعی و خطا−، بر روی ۱۰ ۱، با نتایج آنالیز نم سنجی با دقت خوبی وفق داده میشود. نتایج نشان میدهد که افزایش نرخ میعان از ۱۰ ۱ به۴۰۰ ۱ سبب افزایش %۱۶۶/۱ کسر حجمی آب مایع در خروجی کانال خواهد شد. شایان ذکر است که مقاله حاضر صرفا به عنوان گام اول از یک شبیه سازی جامع دو فازی از یک پیل سوختی کامل است که در آینده نزدیک توسط محققین انجام خواهد شد.

Keywords:

تغییر فاز , آب مایع , کانال پیل سوختی , نم سنجی , دینامیک سیالات محاسباتی.