بررسی عملکرد میدان های مختلف جریان خنک کاری با کانال های موازی در پیل سوختی غشا پلیمری

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک،دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان

2 استادیار گروه مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اصفهان

چکیده

در پیل های سوختی غشا پلیمری بیش از نیمی از انرژی شیمیایی هیدروژن، در طی تولید الکتریسیته به گرما تبدیل می گردد. در صورت دفع نامناسب این گرما، عملکرد و پایداری پیل آسیب میبیند. در این مقاله، چندین طرح مختلف کانال های موازی برای میدان جریان خنک کاری در پیل غشا پلیمری پیشنهاد شده و انتقال حرارت در صفحات خنک کاری با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شده است. عملکرد طرح های پیشنهادی بر اساس معیارهای دمای ماکزیمم سطح، دمای میانگین سطح، یکنواختی دما و افت فشار ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهند که مدل دارای کانال های موجی شکل، کمترین شاخص یکنواختی دما، کمترین دمای ماکزیمم سطح و کمترین دمای میانگین سطح را دارد، لذا از نظر عملکرد خنک کاری، بهترین مدل در بین مدلهای مطالعه شده در این مقاله است؛ اما از طرفی افت فشار بیشتری ایجاد می کند. مدل دارای کانالهای مستقیم با سطح مقطع ذوزنقه ای، شاخص های دمایی کمی ضعیفتری نسبت به مدل دارای کانالهای موجی دارد؛ اما افت فشار بسیار کمتری ایجاد میکند. از این رو این دو مدل نسبت به بقیه مدلها برای خنک کاری بسیار مناسبتر بوده؛ اما در انتخاب یک مدل از بین این دو مدل باید مصالحه ای بین شاخص های دمایی و افت فشار مینیمم انجام پذیرد

کلیدواژه‌ها

موضوعات