شبیه سازی عددی جریان دوفازی درکانال انتقال گاز پیل سوختی پلیمری

پایان نامه
چکیده

در جهان امروز برای غلبه بر معضل کاهش منابع سوخت های فسیلی و نیز مشکلات زیست محیطی ناشی از آن فناوری های جایگزینی معرفی شده اند. در میان این فناوری ها، پیل های سوختی به عنوان گزینه ای جدی برای تامین انرژی در مقیاسی وسیع و طولانی مدت مطرح می باشد. از این میان، پیل سوختی پلیمری که تنها با ترکیب اکسیژن و هیدروژن و تولید آب، انرژی آزادشده در طی فرایند را به برق تبدیل می کند، به عنوان انرژی پاک بسیار مورد توجه می باشد. مهم ترین موانع در راستای تجاری سازی این فناوری، مشکلات مربوط به کنترل میزان آب تولیدی و مدیریت آن در پیل سوختی، مدیریت گرما و غیره می باشد. برای حل مشکل مدیریت آب در پیل سوختی، روش های مختلفی پیشنهاد شده است که بخش مهمی از آن شامل بهبود طراحی میدان های جریان می باشد؛ که البته در بیشتر موارد با افت فشار زیاد در کانال همراه می باشد. برای کاستن از مشکل افت فشار زیاد نیز تحقیقات محدودی انجام گرفته است. یکی از راه حل های جدید برای کاستن از مشکل افت فشار زیاد در کانال و نیز بهبود انتقال واکنش دهنده ها، شیب دار نمودن کانال می باشد که سبب ایجاد جابجایی اجباری در محیط متخلخل نیز می گردد. ضمن اینکه به علت ابعاد هندسی کوچک، اثرات نیروهای کشش سطحی از اهمیت ویژه ای برخوردار می شوند. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی فلوئنت و استفاده از قابلیت تعریف توابع کاربر، جریان دو فاز گاز-مایع در کانال با اعمال تابع هافمن برای زاویه تماس دینامیک و روش حجم سیال برای مدل دوفاز، برای کانال های مستقیم و شیب دار، و سپس جریان دوفاز قطرات، در میدان جریان کانال های موازی به همراه منیفولدهای ورودی و خروجی متداول و اصلاح شده شبیه سازی شده است. در قسمت اول، اثر سرعت های مختلف جریان هوای ورودی و اندازه ظهور قطرات مایع بر روی سطح به عنوان شرایط مختلف کاری پیل سوختی پلیمری در هندسه های مستقیم وشیب دار، بر مدت زمان خروج، افت فشار کلی و گذرای کانال ها، دینامیک و مکانیزم های غالب در حرکت قطرات بررسی شده اند و سپس به بررسی وضعیت میدان جریان موازی در حضور قطرات مایع و اصلاح طرح متداول و پیشنهاد طرحی جدید برای آن به منظور بهبود مدیریت آب در کانال پرداخته است.

۱۵ صفحه ی اول

برای دانلود 15 صفحه اول باید عضویت طلایی داشته باشید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

بررسی عددی عملکرد پیل سوختی پلیمری دو کاناله با جریان گاز ناهمسو

مدل سازی به طور وسیع در تحقیقات و کاربردهای صنعتی برای انتقال جرم و گرما درون کانال با ابعاد کوچک ، به منظور به دست آوردن درک بهتری از فرآیندهای اساسی قبل از ساخت نمونه اولیه برای بهینه سازی پیل سوختی استفاده می شود . در این مطالعه عددی مدل سه بعدی،دینامیک سیالات محاسباتی تک فازی برای کانال های جریان گاز و مجموعه الکترودو غشاء پلیمری ارائه شده است. مجموعه معادلات بقا، با استفاده از روش حجم محدو...

متن کامل

مدل سازی جریان دوفازی و غیر هم دما در پیل سوختی پلیمری

در مقاله حاضر، جریان دوفازی و غیر هم دما در لایه نفوذی گاز کاتد پیل سوختی پلیمری مدل سازی شده است. جهت استفاده از شرایط مرزی دقیق ، علاوه بر مدل سازی لایه نفوذی گاز کاتد، دیگر اجزای پیل سوختی (غشاء و لایه نفوذی گاز آند) نیز مدل سازی شده اند. معادلات حاکم شامل معادلات بقای جرم، بقای مومنتم و بقای انرژی و دیگر معادلات کمکی است که توسط روش های عددی حل شده است. همچنین اثر فشار و رطوبت نسبی، اثر تما...

متن کامل

بررسی رفتار انتقال آب در پیل سوختی غشا پلیمری

در این مطالعه، یک مدل دو بعدی و دو فازی پیل سوختی غشا پلیمری به منظور بررسی رفتار انتقال و تغییر فاز آب توسعه داده شده و روش­های مختلف انتقال آب شامل پخش، جابجایی و درگ الکترو - اسمزیک در داخل غشا و تغییر فاز آب در لایه پخش گاز کاتد ارزیابی و تحلیل شده است. بدین منظور، معادلات پیوستگی، ممنتم، بقا اجزا و شارژ به همراه روابط سینتیک الکتروشیمیایی در نواحی مختلف پیل سوختی به صورت کوپل، با یک مد...

متن کامل

شبیه سازی پیل سوختی پلیمری

چکیده در این پایان نامه یک مدل سه بعدی، غیر همدما و تک فاز از پیل سوختی پلیمری به همراه کانال های جریان گاز، لایه های کاتالیست، لایه های نفوذ گاز سمت آند و کاتد به همراه غشا شبیه سازی شده است. نتایج بدست آمده دید خوب و روشنی از عملکرد و جزییات پدیده های انجام شده در پیل سوختی مانند توزیع گاز، توزیع دما و انتقال آب در غشای پلیمری به دست می دهد. در این کار به بررسی و تحلیل پارامتر های عملکردی م...

15 صفحه اول

شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی دوفازی از حرکت قطره در میدان جریان و منیفولد سمت کاتد پیل سوختی پلیمری

پیل سوختی پلیمری با ترکیب اکسیژن و هیدروژن و تولید آب، انرژی آزادشده در طی فرایند شیمیایی را به برق تبدیل می‌کند، لذا به عنوان انرژی پاک بسیار مورد توجه می‌باشد. مهم‌ترین موانع در راستای تجاری‌سازی این فناوری، مشکلات مربوط به کنترل میزان آب تولیدی و مدیریت آن در پیل سوختی، مدیریت گرما و غیره می‌باشد. موضوع مدیریت آب در پیل‌های سوختی پلیمری، دراجزای مختلف آن قابل تحقیق است، در کار حاضر به بررسی ...

متن کامل

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 صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023