مدلسازی عددی سه بعدی پیل سوختی پلیمری و بررسی اثرات تغییر هندسه بر عملکرد آن

در این پایان نامه یک مدل سه بعدی و غیر همدمای پیل سوختی غشا یونی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفت است. یک دستگاه معادلات بقاء که برای کانالهای گاز، لایه های کاتالیست و غشا معتبر می باشد بصورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود حل شده است. هدف از این مطالعه ی عددی بررسی تاثیر افزایش تعداد کانالهای گاز و دوقطبی ها در عملکرد پیل سوختی پلیمری و تولید جریان برق می باشد. در حالت پایه یک کانال گاز به ابعاد 1*1 میلیمتر در وسط و دوقطبی ها با ابعاد 5/0*1 در اطراف این کانال گاز قرار دارند. ابتدا با تقسیم این کانال گاز به دو کانال 5/0*1 و تقسیم دو قطبی ها به دو قطعه ی 25/0*1 در طرفین پیل و یک قطعه ی 5/0*1 در وسط پیل (ابعاد در طول پیل ثابت میباشد) مشاهده میشود که میزان چگالی جریان تولید شده که هدف از پیل سوختی میباشد با افزایش همراه میگردد و این در حالی است که مصرف هیدروژن و همچنین اکسیژن نسبت به حالت پایه کمتر شده که این بیان کننده ی کم شدن مصرف سوخت و افزایش تولید و راندمان بیشتر می باشد. این نتیجه بر آن داشت که افزایش بیشتر تعداد کانال می تواند باز نتیجه ی بهتری در بر داشته باشد ولی حالت سه کاناله ای که در ابتدا ایجاد گردید(شکل 6-5) جریان بیشتری نسبت به حالت پایه ولی کمتر نسبت به حالت دو کاناله تولید کرد. و به نظر می رسید توزیع دوقطبی ها و سهم کانالها از این دوقطبی ها در این میزان موثر می باشد. درنهایت سعی گردید تا با بهینه کردن این توزیع عملکرد سه کاناله بهینه گردد.