تاثیر تغییر فاز بخارآب بر توزیع اکسیژن میان سلول های توده پیل سوختی پلیمری

توزیع برابر واکنش دهنده ها در میان سلولهای توده پیل سوختی می تواند در بهبود عملکرد آن نقش مهمی داشته باشد. تغییر فاز بخشی از رطوبت موجود در گازهای ورودی می تواند توزیع جریان گاز میان سلول های توده پیل سوختی را تحت تاثیر قرار دهد. رسانایی پروتونی غشا یک پیل سوختی پلیمری به میزان رطوبت آن بستگی دارد و به همین دلیل گازهای واکنش دهنده قبل از ورود به منیفولد، فرآیند گرمایش و رطوبت زنی را طی میکنند. در این تحقیق، از دینامیک سیالات محاسباتی برای بررسی نقش تغییر فاز در توزیع جریان سیال در بخش کاتد یک پیلسوختی پلیمری استفاده شده است. به همین منظور، توزیع گاز واکنش دهنده در میان سلولهای توده ای با 26 سلول در دو حالت تک فاز و دوفازی مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه شبیه سازی تک فاز نشان داد که جریان عبوری از سلول ها با افزایش فاصله از ورودی منیفولد افزایش مییابد. با توجه به شبیه سازی دوفازی می توان دریافت که گاز ورودی به منیفولد به دلیل انتقال حرارت با سیستم خنک کننده پیل سوختی دچار تغییر فاز می شود. آب تولید شده بر روی دیوار پایینی منیفولد، سلول ابتدایی را تحت تاثیر قرار داده و آب تولیدی بر روی دیوار بالایی به انتهای توده انتقال می یابد و باعث کاهش جریان واکنش دهنده در سلولهای انتهایی توده می گردد. از پارامتری برای بررسی توزیع نابرابر جریان میان سلولهای توده استفاده شده که این پارامتر در صورت استفاده از اکسیژن اشباع و در حضور تغییر فاز بخارآب، 1284 درصد رشد نسبت به اکسیژن خالص خواهد داشت.

Keywords:

جریان دوفازی , تغییر فاز , توده پیل سوختی , بدتوزیعی جریان.