تحلیل جریان و انتقال حرارت در پیل های سوختی

در این پایان نامه، چندین مدل از پیل های سوختی اکسید جامد در سطح پیل و سیستم توسعه یافته اند. این مدل ها برای شبیه سازی عملکرد پیل ها و سیستم های مورد مطالعه استفاده شده اند. در سطح پیل، یک مدل ترمودینامیکی، یک مدل رسوب کربن و یک مدل دو بعدی شبه انتقال حرارت گذرا ارائه شده است. مدل ترمودینامیکی قادر به تعیین عملکرد پیل سوختی کسید جامد از جمله منحنی قطبش، توان خروجی و بازده الکتریکی می باشد.این مدل همچنین نسبت چرخش و فرایند های ریفرمینگ داخلی را بررسی می کند. وقوع رسوب کربن با استفاده از نمودار فاز مثلثی و محاسبه فعالیت های کربن مورد بررسی قرار می گیرد. مدلسازی دقیق انتقال حرارت پیل سوختی اکسید جامد انجام می گیرد. در این مدل، انتقال حرارت، رفتار گذرای پیل در حرارت بالا و مراحل راه اندازی شبیه سازی شده است. مطالعات پارامتری مانند اثر عدد رینولدز و ضریب هوای اضافی بر عملکرد پیل در پیکربندی های جریان موافق و مخالف انجام گرفته است. در سطح سیستم، سیستم های پیل سوختی توسط آنالیزهای انرژِی و اکسرژی بررسی شده اند. این مدل برای سطح پیل سوختی اکسید جامد جهت محاسبه دیگر اجزای سیستم مجتمع آنالیز شده اند. این سیستم مجتمع شامل پیل سوختی اکسید جامع، توربین گازی و سیستم تولید همزمان می باشد. عملکرد و پارامترها از جمله بازده الکتریکی، بازده مصرف سوخت، نسبت قدرت به حرارت و راندمان اکسرژی و همچنین اتلاف اکسرژی و اتلافات در سیستم تولید همزمان محاسبه شده اند.