تحلیل و شبیه سازی عددی مدیریت آب در جریان های دوفاز گاز – مایع در پیل سوختی پلیمری

برای بدست آوردن بهترین عملکرد پیل سوختی پلیمری با کانال انتها بسته آند به مدیریت آب و گاز دقیقی نیازمند هستیم. آب انباشته شده در انتهای کانال گاز آند و گذر نیتروژن از کاتد به آند نکات مهمی در این مدلسازی می باشد. برای مطالعه رفتار گذرای پیل سوختی پلیمری با کانال انتها بسته آند، مشاهده انباشته شدن آب و نیتروژن در کانال گاز آند با گذر زمان و تاثیر استراتژی تخلیه در مدیریت آب و گاز، یک مدل گذرای پیل سوختی پلیمری با کانال انتها بسته آند توسعه داده شده است. این مدل جریان را دوفاز فرض می کند و معادلات حاکم بر مدل، معادلات بقای جرم، مومنتم، گونه های شیمیایی، انرژی و بار الکتریکی را همراه با مدل اشباع آب حل می کند. نتایج مدل نشان می دهد که آب و نیتروژن با گذشت زمان در کانال آند انباشته شده و میزان دسترسی به هیدروژن را کاهش می دهد، ازاین رو عملکرد پیل افت می کند. نرخ انباشتگی به جریان الکتریکی بدست آمده از پیل، وابسته می باشد. علاوه بر این، پیداست دوره تناوب انجام تخلیه، نقش مهمی در تسکین اثرات زیان بار انباشتگی آب و نیتروژن در کانال آند، بازی می کند. رفتار گذرا و اثر شرایط عملکردی مربوطه از طریق نتایج شبیه سازی بدست آمده است که می تواند برای افزایش کارایی استراتژی تخلیه استفاده شود.