مدلسازی عددی عملکرد الکترولایزر غشا پلیمری با میدان جریان مارپیچ انشعابی

عملکرد الکترولایزر غشا پلیمری به صورت مستقیم وابسته به آرایش میدان جریان صفحات قطبی است. طراحی میدان جریان در این صفحات بایستی به گونهای باشد که سبب توزیع یکنواخت جریان گردد؛ بدین منظور، در این مطالعه، یک آرایش میدان جریان نوین با سطح مقطع 64 سانتیمتر مربع پیشنهاد شده و و توزیع چگالی جریان، توزیع دما و افت فشار در آن بررسی شده است. مطالعه عددی به صورت سه بعدی بر روی الکترولایزر غشا پلیمری بر اساس روش حجم کنترل با استفاده از الگوریتم سیمپل، به صورت غیرهمدما و تکفاز برای حل معادلات پیوستگی، مومنتم، بقا اجزا شیمیایی، انرژی و بار الکتریکی به همراه روابط سینتیک الکتروشیمیایی در نواحی مختلف الکترولایزر غشا پلیمری بصورت یک مدل تک ناحیه ای بررسی شده است. به منظور اعتبارسنجی، مدلسازی عددی با دادههای تجربی مقایسه شده است و نتایج نشاندهنده دقت خوب مدل در چگالی جریانهای پایین و متوسط میباشد. نتایج نشان میدهند که در میدان جریان مارپیچ انشعابی، توزیع یکنواختی از هیدروژن تولیدی و چگالی جریان ناشی از آرایش انشعابی و مارپیچی وجود دارد. همچنین طراحی میدان جریان سبب شده که توزیع یکنواختی از واکنشگر (آب) در تمام مسیر کانال داشته باشیم.

Keywords:

الکترولایزر غشا پلیمری , میدان جریان , الگوریتم سیمپل , مدلسازی عددی , مدل تک ناحیه ای