بررسی عملکرد میدان های مختلف جریان خنک کاری با کانالهای موازیدر پیل سوختی غشا پلیمری

در پیلهای سوختی غشا پلیمری بیش از نیمی از انرژی شیمیایی هیدروژن، در طی تولید الکتریسیته به گرما تبدیل میگردد. در صورت دفع نامناسب این گرما، عملکرد و پایداری پیل آسیب میبیند. در این مقاله، چندین طرح مختلف کانالهای موازی برای میدان جریان خنک کاری در پیل غشا پلیمری پیشنهاد شده و انتقال حرارت در صفحات خنک کاری با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شده است. عملکرد طرحهای پیشنهادی بر اساس معیارهای دمای ماکزیمم سطح، دمای میانگین سطح، یکنواختی دما و افت فشار ارزیابی شده است. نتایج نشان میدهند که مدل دارای کانالهای موجی شکل، کمترین شاخص یکنواختی دما، کمترین دمای ماکزیمم سطح و کمترین دمای میانگین سطح را دارد، لذا از نظر عملکرد خنک کاری، بهترین مدل در بین مدلهای مطالعه شده در این مقاله است؛ اما از طرفی افت فشار بیشتری ایجاد میکند. مدل دارای کانالهای مستقیم با سطح مقطع ذوزنق های، شاخص های مایی کمی ضعیف تری نسبت به مدل دارای کانالهای موجی دارد؛ اما افت فشار بسیار کمتری ایجاد میکند. از اینرو این دو مدل نسبت به بقیه مدل ها برای خنک کاری بسیار مناسبتر بوده اما در انتخاب یک مدل از بین این دو مدل باید مصالحهای بین شاخصهای دمایی و افت فشار مینیمم انجام پذیرد.

Keywords:

پیل سوختی غشا پلیمری , مدیریت گرمایی , میدان جریان خنک کاری , یکنواختی توزیع دما , افت فشار