طراحی بهینه هندسه میدان جریان در پیل سوختی پلیمری با استفاده از الگوریتم ژنتیک
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه مازندران
- نویسنده مجتبی تفعلی ماسوله
- استاد راهنما محسن شاکری
- سال انتشار 1388
چکیده
پیل های سوختی، دستگاه های الکتروشیمیایی هستند که برای تبدیل مستقیم سوخت به انرژی الکتریکی به کار می روند. یکی از مهمترین نوع پیلهای سوختی، پیل سوختی پلیمری است که کاربرد فراوانی دارد. در حالت کلی دو نوع بهینه سازی در پیل سوختی پلیمری میتوان انجام داد : بهینه سازی در طراحی و ساخت بهینه سازی پارامترهای فرآیندی دسته اول که به بهینه سازی در ساخت اشاره دارد، به مواردی همچون نوع کانال جریان، هندسه کانال، جنس اعضای تشکیل دهنده پیل و همچنین یک پیکربندی مناسب و ... برمیگردد. این پارامترها گرچه پارامترهای بسیار مهم و موثری هستند ولی به هیچ وجه در طی فرآیند قابل تغییر نیستند و در کل فرآیند ثابت اند. دسته دوم که مربوط به پارامترهای عملکردی یا پارامترهای فرآیندی است شامل پارامترهای نظیر فشار سمت آند، فشار سمت کاتد، دمای کارکردی پیل سوختی، نرخ جریان ورودی در سمت آند و کاتد و ...... هستند که قابلیت انعطاف داشته و در طول فرآیند میتوانند تغییر کنند. تحقیق حاضر بعلت مشکلات موجود در بهینه سازی پارامترهای هندسی، به بهینه سازی سه پارامتر فشار سمت آند، فشار سمت کاتد و دمای کارکردی پیل سوختی پرداخته که در میان پارامترهای فرآیندی از اهمیت وافری برخوردار است. در این تحقیق الگوریتم ژنتیک به عنوان یکی از قویترین ابزارهای بهینه سازی به کار گرفته شده است و از نرم افزار پیل سوختی نوشته شده در گروه پژوهشی دانشگاه که بر اساس حل تحلیلی پیل سوختی عمل می کند، جهت ایجاد منحنی پلاریزاسیون و سپس منحنی توان استفاده شده است. ماکزیموم مقدار منحنی توان میزان بهینگی پارامترها (تابع برازندگی) در نظر گرفته شده است. در الگوریتمهای ژنتیک معمولا از روش کدگذاری در مبنای دو برای مقادیر پارامترها استفاده می شود ولی برای راحتی کار و ایجاد سرعت بیشتر، در الگوریتم به کار گرفته شده از روش کدگذاری اعداد حقیقی بهره گرفته شده است در این تحقیق نمودارهای ماکزیمم توان بر حسب فشارهای جزیی آند و کاتد نشان داد تغییرات فشار سمت آند نسبت به تغییر مشابه فشار در سمت کاتد، در راندمان خروجی بسیار موثرتر است و حساسیت فشار آند نسبت به فشار کاتد بسیار بیشتر است که دلیل آن اهمیت انجام واکنشها و سوخت مصرفی در سمت آند است. مقدار به دست آمده برای دمای کارکردی پیل نشان می دهد افزایش دما تا حدی بر راندمان پیل اثر مثبت گذاشته ولی اگر دما از مقدار خاصی تجاوز کند راندمان پیل کاهش چشمگیری خواهد داشت که این اتفاق را می توان به دلیل خشک شدن بیش از اندازه غشا توجیه نمود.
منابع مشابه
مدلسازی سه بعدی و گذرای پیل سوختی غشا پلیمری با میدان جریان پینی
در پژوهش حاضر، یک مدل سه بعدی و گذرای پیل سوختی غشا پلیمری با میدان جریان پینی بررسی شده است. با حل عددی معادلات دیفرانسیل حاکم شامل معادلات بقای جرم، بقای ممنتم، بقای گونهها، بقای بار الکتریکی و بقای انرژی همراه با معادلات واکنشهای الکتروشیمیایی، رفتار گذرای پیل بررسی شده است. ارائه نتایج مربوط به پارامترهای اساسی همچون چگالی جریان الکتریکی، توزیع غلظت گونههای شیمیایی، توزیع سرعت و خطوط جری...
متن کاملبررسی اثر تغییر پارامترهای طراحی بر مدل استاتیکی پیل سوختی پلیمری و مقایسه آن با نتایج الگوریتم ژنتیک
هدف از انجام این مقاله بررسی اثر پارامترهای طراحی پیل سوختی بر ولتاژ و توان خروجی پیل سوختی پلیمری در مدل استاتیکی می باشد.درپیلهای سوختی شرایط عامل و متغیر های طراحی نقش مهمی در بهبود عملکرد پیل ها دارند..در این کار ما برروی شبیه سازی عددی اثرات پارامترهای طراحی بویژه درجه حرارت ،فشار،سطح مقطع و ضخامت غشاء پیل سوختی تمرکز کرده ایم.در این مطالعه فشار آند و فشار کاتد را به اختصار فشار پیل سوختی...
متن کاملبهینه سازی چند هدفه سیستم هیبرید میکروتوربین و پیل سوختی اکسید جامد با استفاده از الگوریتم ژنتیک
بهینه‌سازی فنی، اقتصادی و زیست محیطی سیستم هیبرید پیل سوختی اکسید جامد و میکروتوربین گاز در بار کامل به منظور تولید توزیع شده انرژی الکتریکی در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از یک روش بهینه‌سازی چند هدفه بر مبنای الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. سیستم هیبرید توسط یک کد کامپیوتری مدلسازی حرارتی شده و نتایج مدلسازی عملکرد سیستم با استفاده از داده های موجود در مراجع مورد اعتبارسن...
متن کاملاستفاده از فوم فلزی در پیل سوختی غشا پلیمری
در این مقاله، استفاده از فوم فلزی به‌عنوان توزیع‌کنندة گازهای واکنشگر و سیال خنک‌کننده، به‌منظور توزیع یکنواخت گازهای واکنشگر و دما، کاهش وزن، صرفه‌جویی در هزینة ماشین‌کاری کانال‌های جریان و عملکرد بهتر پیل سوختی غشا پلیمری مطرح و بررسی شده است. معادلات حاکم بر جریان گازهای واکنشگر در نواحی گوناگون پیل (اعم از معادلات پیوستگی، بقای مومنتوم، اجزاء، شارژ و انرژی به‌همراه روابط الکتروشیمیایی)، همچ...
متن کاملبهینه سازی میدان جریان خنک کاری پیل سوختی غشا پلیمری
پیل سوختی از تکنولوژی های جدیدی می باشد که از سازگاری خوبی با محیط زیست برخوردار است و عمل تبدیل انرژی در آن با بازدهی بالا صورت می پذیرد. در میان انواع پیل سوختی، پیل سوختی غشا پلیمری به دلیل چگالی توان بسیار بالا، قابلیت شروع به کار سریع و عملکرد در دمای پایین، در صنایع خودروسازی، نیروگاهی، مولد انرژی قابل حمل، تجهیزات مخابراتی، برق خانگی و کاربردهای نظامی مورد استفاده و توجه زیادی قرار گرفته...
منابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه مازندران
کلمات کلیدی
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023