مدلسازی عددی و مطالعات پارامتری پیل سوختی اکسید جامد

در این پایان نامه، پدیده های اصلی در پیل سوختی اکسید جامد، با دو هندسه صفحه ای و لوله ای، بررسی می شوند، و با استفاده از مدلسازی عددی، تلاش شده است تا رفتار پایای پیل سوختی اکسید جامد شبیه سازی شود. سوخت به طور عمومی هیدروژن فرض شده است. پدیده جابه­جایی شامل انتقال جرم، انرژی، بار الکتریکی و نیز فرآیندهای الکتروشیمیایی، بررسی و تحلیل شده است. نمودارهای دما، اندازه سرعت و نمودار نسبت مولی یا جرمی نمونه های شیمیایی برای سه مسأله به دست آمد. مدل ارائه شده برای پیل سوختی با هندسه صفحه ای، لوله ای و استوانه ای حل و اجرا شد و نتایج باهم مقایسه گردید. اثر پارامترهای دما و فشار عملکرد، رطوبت نسبی و نسبت تخلخل بر عملکرد پیل سوختی اکسید جامد بررسی شد، که افزایش دما و فشار عملکرد، در حد توان تحمل جنس مواد، سبب بهبود رفتار پیل سوختی اکسید جامد می شود، رطوبت نسبی 5% بهترین عملکرد را دربر دارد، و افزایش نسبت تخلخل در چگالی جریان کم سبب کاهش پتانسیل سلول و چگالی توان می شود، هرچند در چگالی جریان زیاد، اثر وارونه دارد. برای انجام موارد ذکر شده از نرم افزار محاسباتی fluent استفاده شده که با به کار گیری بسته های نرم افزاری (udf (user defined function مدل ارائه شده به نرم افزار معرفی گردید که به کمک آن می توان پدیده های پیل سوختی اکسید جامد را در حالت پایا بررسی نمود.