مدل سازی عددی تولید جریان الکتریکی, نحوه ی توزیع مولفه ها و دما و بررسی تاثیر تغییر جهت جریان گاز درون یک پیل سوختی غشا تبادل پروتونی
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک
- نویسنده فرزین رامین
- استاد راهنما ایرج میرزایی سید مهدی پسته ای
- تعداد صفحات: ۱۵ صفحه ی اول
- سال انتشار 1392
چکیده
در این پایان نامه پیل سوختی با غشا تبادل پروتونی با کانال های گاز به حالت مربعی به عنوان مدل حالت پایه بصورت عددی مدل سازی و با نتایج آزمایشگاهی اعتبار دهی گردیده است.سپس پارامتر های حاکم بر پیل مذکورو تاثیر هریک از پارامترها از قبیل تغییر ولتاژمورد تحلیل قرار گرفته است.با افزایش ولتاژ، شدت واکنش به تدریج کاهش یافته و بیشینه دمای پیل کاهش می یابد.توزیع گونه ها در سمت آند و کاتد، اکتیوایی آب، هدایت پروتونی و دما نیزبررسی شده اند.لازم به ذکر است این شبیه سازی که بصورت غیر همدما می باشد و با نرم افزارمحاسباتی تحلیل جریان انجام شده است.شرایط عملکرد پیل کاملاپایدار و به دلیل پایین بودن سرعت و عدد رینولدز، رژیم جریان آرام می باشد.تمامی واکنش دهنده ها و محصولات در چهارچوب فرض گاز ایده آل اند. در این پایان نامه تاثیر جریان ناهمسو در کانال های جریان گاز پیل بر عملکرد و پارامتر های دخیل مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج کاهش جریان برای مدل جدید در ولتاژ های پایین که فعالیت پیل بیشتر است را، نشان می دهند. در مدل جدید با بررسی توزیع مولفه ها و دما، به علت کاهش سطح متمرکز واکنش الکتروشیمیایی و توزیع یکنواخت تر آن شاهد کاهش عملکرد مفید پیل هستیم. همچنین تاثیر تغییر ابعاد سطح موثر واکنش با حفظ مساحت بر عملکرد پیل مورد مطالعه قرار گرفته است.با مقایسه ی نمودار های چگالی جریان و توان برای هر سه مدل مشاهده می شود که با این تغییرات راندمان پیل کاهش می یابد. با مقایسه ی افت های اهمی و پتانسیل اضافی کاتد که قسمت اعظم افت های پیل را شامل می شوند علل این نتایج را توجیح می کنیم. افت اهمی با چگالی جریان و ضخامت غشا رابطه ی مستقیم و با هدایت پروتونی رابطه ی معکوس دارد. نمودار های چگالی جریان، هدایت پروتونی، اکتیوایی آب و دما ارتباط این پارامتر ها را در مقطع عرضی پیل به خوبی توجیح می کنند. هندسه ی سوم افت اهمی بیشتری را نشان می دهد. همچنین پتانسیل اضافی کاتد که به افت های غلظتی مربوط می باشد و متاثر از میزان نفوذ و دردسترس بودن اکسیژن است، در سه هندسه بررسی شد. در هندسه ی سوم به علت نواحی شانه ای کوچکتر که باعث توزیع یکنواخت تر اکسیژن در عرض پیل می شود، افت غلظتی کمتری را تجربه می کنیم. در مجموع اثر افت اهمی بر غلظتی غلبه می کند و باعث کاهش جریان در هندسه های جدید می شود. این مطالعات برای آشکارسازی علت بهینه بودن هندسه و شرایط مرزی حالت پایه صورت گرفته اند.
منابع مشابه
شبیه سازی عددی ساختار هندسی یک پیل سوختی با غشا تبادل پروتونی و بررسی چگونگی تغییر دما و گونه ها در لایه های مختلف
در این تحقیق، یک مدل سه بعدی از پیل سوختی غشا پلیمری،غیر همدما و تکفاز با کانال های جریا گاز و محدودهmea مدلسازی شده است. شبیه سازی مدل در نرم افزار ّمعثدف انجام شده است.در ابتدا یعد از مدلسازی و اعتبار دهی با استفاده از نتایج تجربی،تاثیر پارامترها نظیر توزیع گونه ها و اب و تاثیر دما روی اب در پیل مورد بررسی قرار گرفت سپس روی کانال کانال های جدید و مختلف که قابل اجرایی و عملیاتی می باشد تمرکز یا...
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 کاملبررسی 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 کاملبررسی تاثیر جریان گاز در کانال و الکترود آند بر امپدانس الکتروشیمیایی پیل سوختی اکسیدجامد
هدف این مقاله بررسی تاثیر جریان گاز در کانال سوخت و درون الکترود آند بر طیف امپدانس الکتروشیمیایی پیل سوختی اکسید جامد است. به این منظور، با درنظر گرفتن معادلات گذرای بقای جرم، بقای تکانه، بقای اجزاء و معادلات الکتروشیمیایی، امپدانس الکتروشیمیایی شبیه سازی شده است. نتایج به دست آمده نشان داده است که جریان گاز و انتقال جرم در کانال سوخت منجر به پیدایش کمانی به صورت یک نیم دایره فشرده شده و ...
متن کاملمدل سازی یک بعدی عملکرد یک پیل سوختی با غشا پلیمری
در این مقاله یک پیل سوختی غشاء پلیمری با استفاده از مدل یک بعدی، پایا و همگن مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا معادلات حاکم بر صفحه توزیع گاز و لایه نفوذ گاز استخراج و افت‌های اهمی و میزان انتقال اکسیژن در آن مدلسازی شده و در ادامه میزان انتقال اکسیژن در لایه کاتالیست کاتد که کلیدی‌ترین بخش پیل سوختی است با استفاده از روش همگن مدلسازی می‌شود و معادلات دیفرانسیل حاکم بر لایه کاتالیست کاتد ا...
متن کاملمنابع 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 ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک
کلمات کلیدی
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023