بررسی عددی پیل سوختی غشاءپلیمری با طرح کانال شیب دار

پایان نامه
چکیده

در جهان امروز برای غلبه بر معضل کاهش منابع سوخت های فسیلی و نیز مشکلات زیست محیطی ناشی از آن فناوری های جایگزینی معرفی شده اند. در میان این فناوری ها، پیل های سوختی به عنوان گزینه ای جدی برای تامین انرژی در مقیاسی وسیع و طولانی مدت مطرح می باشد. از این میان، پیل سوختی پلیمری که تنها با ترکیب اکسیژن و هیدروژن و تولید آب، انرژی آزادشده در طی فرایند را به برق تبدیل می کند، به عنوان انرژی پاک بسیار مورد توجه می باشد. مهم ترین موانع در راستای تجاری سازی این فناوری امّا، مشکلات مربوط به کنترل میزان آب تولیدی و مدیریت آن در پیل سوختی، مدیریت گرما و غیره می باشد. برای حل مشکل مدیریت آب در پیل سوختی، روش های مختلفی پیشنهاد شده است که بخش مهمی از آن شامل بهبود طراحی میدان های جریان می باشد؛ که البته در بیشتر موارد با افت فشار زیاد در کانال همراه می باشد. برای کاستن از مشکل افت فشار زیاد نیز تحقیقات محدودی انجام گرفته است. یکی از راه حل های جدید برای کاستن از مشکل افت فشار زیاد در کانال و نیز بهبود انتقال واکنش دهنده ها، شیب دار نمودن کانال می باشد که سبب ایجاد جابجایی اجباری در محیط متخلخل نیز می گردد. در این تحقیق با نگاشتن کد cfd به زبان فرترن ابتدا به شبیه سازی پیل سوختی پلیمری در راستای جریان و با کانال مستقیم پرداخته و پس از ارزیابی شرایط مختلف کاری بر عملکرد آن، در مرحله ی بعد بتفضیل اثر شیب دار کردن کانال بر الگوی جریان و فشار و نیز نحوه ی پخش آب، واکنش دهنده ها و چگالی جریان در راستای کانال مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از این شبیه سازی که در قالب نمودارهای سرعت، افت فشار و توزیع گونه های شیمیایی در راستای کانال و نیز نمودارهای ولتاژ و توان بر حسب چگالی جریان ارائه شده اند، بیانگر بهبود قابل توجه در عملکرد پیل سوختی در مقایسه با هزینه ی ناچیز ناشی از افزایش افت فشار در آن می باشد.

۱۵ صفحه ی اول

برای دانلود 15 صفحه اول باید عضویت طلایی داشته باشید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

تحلیل آزمایشگاهی و عددی پیل سوختی ‌پلیمری با یک کانال مارپیچ متقارن جدید

در این مقاله ابتدا یک پیل سوختی پلیمری با الگوی جدید کانال جریان، با عنوان الگوی کانال مارپیچ متقارن (جدید) طراحی و ساخته‌شده است. پیل ساخته‌شده دارای توان نامی حدود 10 وات، مساحت ناحیه فعال 25 سانتی‌متر مربع و دارای غشاء نفیون-117 می‌باشد. با استفاده از دستگاه تست پیل سوختی اثر دما و رطوبت نسبی گازهای سمت کاتد بر عملکرد آن (نمودار ولتاژ – چگالی جریان پیل) موردبررسی قرارگرفته است. نتایج آزمایشگ...

متن کامل

بررسی عددی و آزمایشگاهی جریان تدریجـاً متغیر و سریعاً متغیر برروی یک بستر شیب دار گوه‌ای شکل در کانال روباز

دراین مقاله بررسی الگوی جریان سطح آزاد تدریجاً متغیر و سریعاً متغیر برروی مانع شیبدار گوه ای شکل در کانال مستطیلی با مقایسه نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی انجام شده است. از روش حجم سیال(VOF)  جهت مدلسازی سطح آزاد در جریان دوفازی مورد نظر استفاده شده است. نتــایج مـــدلهای آشفتگی استاندارد،  RNG،   ، استاندارد و  SST برای تعیین وضعیت سطح آزاد، با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. با مقایسه نتایج پ...

متن کامل

بررسی 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 کامل

کنترل شیب توان پیل سوختی

امروزه توجه به افزایش گازهای گلخانه ای و آلودگی های ناشی ازسوخت های فسیلی منابع پاک تولید انرژی توجه به تولید انرژی پاک بیش از پیش شده است. پیل سوختی پلیمری یکی از انواع منابع تولید پراکنده می باشد که به دلیل کارایی قابل توجه، جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. عموما از پیل های سوختی برای کاربردهای اتصال به شبکه و خودروی الکتریکی استفاده می شود. به منظور افزایش سطح ولتاژ خروجی پیل سوختی از یک مبدل d...

15 صفحه اول

تحلیل عددی جریان در تلاقی کانال های روباز با تاثیر شیب جانبی کانال اصلی

تقاطع کانال ها در شبکه های انتقال آب اهمیت ویژه ای دارند. به همین علت مطالعه ویژگی های جریان در این محل ها مورد توجه محققین قرار دارد. شبیه سازی عددی مسایل مهندسی این امکان را می دهد که با کمترین هزینه و پرهیز از مشکلات روش های آزمایشگاهی به پاسخ مورد نظر دست یافت. لذا هدف از این تحقیق ارائه یک مدل تحلیلی برای هیدرولیک جریان در تلاقی کانال های روباز بر اساس معادلات پیوستگی، انرژی و مومنتوم و تع...

متن کامل

منابع 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 صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023