دوره 41، شماره 1 - ( 6-1401 )                   جلد 41 شماره 1 صفحات 99-79 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Keyhanpour M, Ghasemi M. 3D Investigation of Tubular PEM Fuel Cell Performance Assuming Fluid- Solid- Heat Interaction. JCME 2022; 41 (1) :79-99
URL: http://jcme.iut.ac.ir/article-1-879-fa.html
کیهانپور مهدی، قاسمی مجید. بررسی سه‌بعدی کارکرد پیل سوختی پلیمری لوله‌ای با فرض برهم کنش سیال- جامد- گرما. روشهای عددی در مهندسی 1401; 41 (1) :99-79

URL: http://jcme.iut.ac.ir/article-1-879-fa.html


1- دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
2- دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران ، ghasemi@kntu.ac.ir
چکیده:   (160 مشاهده)
با توجه به روند رو به اتمام منابع سوخت فسیلی و ضرورت استفاده از انرژی­‌های تجدیدپذیر، می­‌بایست مطالعات مناسب در راستای بررسی­‌های فنی و عملکردی در خصوص این منابع صورت پذیرد. لذا در این پژوهش پیل سوختی پلیمری لوله‌­ای شکل به ­عنوان یک منبع انرژی مناسب با هندسه سه بعدی به­ صورت عددی، شبیه­‌سازی و بررسی شده است. برای بررسی جامع، معادلات پیوستگی، ممنتوم، انرژی، تنش- کرنش و برهم کنش سیال- جامد-گرما در حالت پایا، به‌وسیله یک کد عددی المان محدود تعریف، با یکدیگر کوپل و سپس حل شده‌اند. با فرض تغییر ولتاژ پیل از 0/95 تا 0/4 ولت، عبور جریان­ تراکم پذیر سوخت و هوا در داخل کانال­‌ها و محیط­‌های متخلخل الکترود و کاتالیست و همچنین حدود 5 درجه افزایش دمای میانگین پیل، باعث تقریباً 35 نانو متر جابجایی در بخش‌­های مختلف می‌شود. این جابجایی­‌های ناشی از برهم کنش سیال- جامد- گرما موجب ایجاد تنش‌­های گرمایی و مکانیکی می­‌شوند. تنش بیشینه در حدود 3500 کیلو نیوتن بر مترمربع در الکترولیت با توجه به محدودیت جابجایی آن (میانگین جابجایی 12/8 نانو متر) ایجاد می‌شود. سپس، رابطه تغییرات ولتاژ با چگالی جریان، تنش، سرعت جریان سوخت، جابجایی و دمای پیل سوختی نشان داده شد. همچنین نتایج نشان داد که فرض بر هم­کنش سیال- جامد- گرما توان پیل سوختی را تا حدود 3 درصد کاهش می­‌دهند. در پایان اثر پارامترهای مختلف از جمله شعاع کانال سوخت و هوا و رسانایی الکترونی و یونی بررسی شد. به ­عنوان مثال، در ولتاژ 0/4 ولت، کاهش 20 درصدی شعاع کانال سوخت و هوا و همچنین افزایش 100 درصدی رسانایی الکترونی و یونی به‌ترتیب باعث افزایش حدود 2/17، 0/05، 3/69 و 40 درصد چگالی جریان الکتریکی می­‌شود
متن کامل [PDF 1005 kb]   (78 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: 1400/2/15 | پذیرش: 1400/6/17 | انتشار: 1401/6/29

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به روشهای عددی در مهندسی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2022 CC BY-NC 4.0 | Computational Methods in Engineering

Designed & Developed by : Yektaweb

64579f77e436cd7