تحلیل سهبعدی اثر افزودن یک لایه متخلخل آبگریز بر اشباع آب در سمت کاتد یک پیل سوختی پلیمری | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 38, Volume 16, Issue 11, 1395, Pages 357-368 PDF (805.37 K) | ||
| Authors | ||
| سید مهدی مهنما1; مرتضی خیاط* 2 | ||
| 1دانشجوی دکترا - عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد رامسر | ||
| 2استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران | ||
| Abstract | ||
| در این مقاله، به بررسی تاثیر اضافه نمودن یک لایه متخلخل آبگریز (MPL) در سمت کاتد یک پیل سوختی پلیمری بر عملکرد آن پرداخته میشود. برای این منظور، شبیهسازی سهبعدی و دوفازی غیر همدما برای لایههای مختلف سمت کاتد یک پیل سوختی پلیمری شامل کانال گاز، لایه نفوذ گاز (GDL)، لایه متخلخل نفوذ گازی آب گریز (MPL) و لایه کاتالیست انجام شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال درون پیل سوختی با استفاده از مدل چند فازی میکسچر از طریق کد نویسی حل شده و توزیع سرعت، فشار، دما، غلظت اجزاء واکنشگر و میزان اشباع آب مایع در لایههای مختلف سمت کاتد پیل بدست آمده اند. همچنین اثر تغییر خواص فیزیکی و رطوبتی MPL شامل ضخامت، تخلخل، زاویه تماس و نفوذپذیری آن بر میزان اشباع آب و نیز عملکرد پیل مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که با افزودن لایه اضافی MPL بین لایههای نفوذ گاز و کاتالیست به دلیل تفاوت در خواص رطوبتی این لایهها یک ناپیوستگی در اشباع آب و غلظت اجزاء واکنشگر در سطح تماس آنها بهوجود میآید. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده، افزایش تخلخل MPL باعث کاهش اشباع آب مایع و در نتیجه بهبود عملکرد پیل میشود، در حالی که افزایش ضخامت آن، عملکرد پیل را کاهش میدهد. به منظور صحهگذاری نتایج بدست آمده، منحنی عملکرد حاصل از شبیهسازی تکفازی و دوفازی پیل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده و تطابق خوبی مشاهده شده است. | ||
| Keywords | ||
| پیل سوختی پلیمری; شبیه سازی دوفازی; لایه متخلخل آبگریز; منحنی عملکرد پیل سوختی; اشباع آب مایع | ||
|
Statistics Article View: 459 PDF Download: 549 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,196 |
| Number of Articles | 24,856 |
| Article View | 27,791,480 |
| PDF Download | 18,458,870 |