شبیه سازی عددی تأثیر هندسههای مختلف کانال جریان گاز بر روی عملکرد یک تک سل پیلسوختی پلیمری

در تحقیق حاضر تک سل پیل سوختی پلیمری تحت شرایط سه بعدی، همدما، تکفاز و پایدار مدلسازی شده است. یکی از عوامل مؤثر در عملکرد پیلهای سوختی با غشاء پلیمری، نحوه رسیدن گازهای واکنشگر به لایه کاتالیست از طریق کانالهای انتقال گاز است، لذا هندسه کانال به طور قابل توجه ای در طراحی بهینه پیل سوختی تأثیر میگذارد. در مطالعه حاضر تأثیر تغییر هندسه سطح مقطع کانالهای عبور جریان از حالت پایه مستطیل با حفظ مساحت به مربع، ذوزنقه، مثلث و نیم دایره بر روی عملکرد پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد در چگالی جریانهای بالا کانال با مقاطع نیم دایره، مثلث و ذوزنقه به علت افزایش نفوذ اجزاء واکنش دهنده در لایه کاتالیست بهترتیب باعث افزایش عملکرد پیل به میزان 11%، 7% ، 4/5% میشوند و کانال با مقطع مربع به علت کاهش نفوذ اجزاء واکنش دهنده سبب کاهش عملکرد پیل به میزان 8% نسبت به کانال مستطیلی میشود. نتایج عددی در مقایسه با داده های تجربی از تطابق خوبی برخوردار می باشد.

Keywords:

پیل سوختی پلیمری , مدلسازی سه بعدی , هندسه کانال