شبیه سازی اجزای محدود محفظه ماژول پیل سوختی با سطح مقطع مستطیلی

پیلسوختی مولد انرژی میباشد که از طریق واکنش الکتروشیمیایی، انرژی شیمیایی را به صورت مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل مینماید. یکی از مهمترین چالش های کاربرد پیلسوختی در وسایل حمل و نقل، بحث ایمنی خدمه میباشد . پیل سوختی در حین عملکرد در یک مخزن تحت فشار قرار میگیرد. هدف از این مخزن ایجاد گاز تحت فشار محافظ در اطراف پیلسوختی جهت ممانعت از ورود گازهای هیدروژن و اکسیژن به داخل محیط اطراف است. مخازن حاوی پیلسوختی اغلب تحت فشار گاز نیتروژن قرار دارد. تمامی مدولهای پیلسوختی، قطعات و لوله های رابط در داخل این محفظه قرار میگیرند. چالش اصلی در طراحی مخزن مورد نظر، سطح مقطع مستطیلی آن است که امکان چینش پیلهای سوختی در رک را با حداقل فضای ممکن فراهم میآورد. تعیین جنس و ضخامت مخزن، نقاط بحرانی تنش و تعیین محل جوش به کمک شبیه سازی اجزای محدود از اهداف این مقاله میباشد. نتایج تحلیل مخزن نشان داد که حداکثر تنش در گوشه های مخزن ایجاد میشود. همچنین، تنش در وسط ضلع کوچکتر حداقل مقدار را دارد و محل جوش میبایست در این قسمت انتخاب گردد. مقایسه نتایج شبیه سازی اجزای محدود با کد استاندارد نشان داد که نتایج شبیه سازی دارای تطابق بسیار مناسبی با نتایج استاندارد میباشد.

Keywords:

مخازن تحت فشار , مخزن مستطیلی , شبیه سازی اجزای محدود , ضریب اثر جوش