این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک امیرکبیر، جلد ۵۲، شماره ۹، صفحات ۸۱-۹۰
عنوان فارسی بررسی عددی نقش تغییر فاز بخارآب در توزیع جریان اکسیژن در استک پیل‌سوختی پلیمری
چکیده فارسی مقاله در یک پیل‌سوختی پلیمری، رسانایی پروتونی غشا به میزان رطوبت وابسته بوده و استفاده از گازهای واکنش‌دهنده در حالت اشباع می‌تواند عملکرد پیل‌سوختی را بهبود بخشد. انتقال حرارت گاز واکنش‌دهنده با دیوار استک باعث چگالش بخشی از بخار آب موجود در گاز ورودی می‌شود. تغییر فاز، توزیع جریان گاز در میان سلول‌های استک را تحت تاثیر قرار می‌دهد. در این مقاله از دینامیک سیالات محاسباتی برای بررسی تاثیر تغییر فاز بخار آب در توزیع جریان گاز اکسیژن در بخش کاتد یک استک پیل‌سوختی پلیمری با 26 سلول استفاده شده است. به همین منظور، کدی در نرم‌افزار OpenFOAM توسعه یافته و با داده‌های آزمایشگاهی برای توزیع جریان تک‌فاز اعتبارسنجی شده است. سه شرط مرزی متفاوت به دیوار منیفولد اعمال شده است: دماثابت، انتقال حرارت جابه‌جایی آزاد و اجباری. نتایج نشان می‌دهد که آب تولیدی از چگالش بر روی دیوار پایین منیفولد وارد سلول اول می‌شود. همچنین تجمع آب در این ناحیه باعث کاهش سرعت جریان در ورودی سلول اول می‌گردد. آب چگالیده شده بر روی دیوار بالایی منیفولد به انتهای استک هدایت می‌شود. بخشی از آن وارد چهار سلول انتهایی شده و بخشی دیگر به دلیل گردابه به درون منیفولد بازمی‌گردد. بنابراین سلول اول و چهار سلول آخر مقدار کمتری واکنش‌دهنده دریافت می‌کنند. پارامتر توزیع غیریکنواخت جریان در حالت استفاده از اکسیژن اشباع و تحت شرایط جابه‌جایی اجباری 1425 درصد افزایش خواهد یافت.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله جریان دوفازی، تغییرفاز، استک پیل‌سوختی، توزیع جریان، کسرحجمی،
عنوان انگلیسی Numerical investigation on the effect of water vapor phase change on the distribution of the oxygen flow in a PEMFC stack
چکیده انگلیسی مقاله In a PEMFC, the proton conductivity of the membrane depends on its water content and using saturated reactants can improve the performance of the fuel cell. The heat transfer between saturated reactants and the walls causes condensation of part of the water vapor in the inlet gas. Phase change affects the distribution of gas flow among the cells in the stack. In this paper, CFD is used to study the effect of water vapor phase change on the distribution of oxygen flow in the cathode side of a polymer electrolyte membrane fuel cell stack with 26 cells. For this purpose, a code is developed in OpenFOAM software and validated with experimental data for the single-phase flow distribution. Three different boundary conditions are applied to the walls of the manifold: constant temperature, free and forced heat convection. The results indicate that water generated from condensation on the lower wall of the inlet manifold enters the first cell. Also, the accumulation of water in this area reduces the flow velocity at the entrance of the first cell. The condensed water vapor on the upper wall of the inlet manifold moves to the end of the stack. Part of the water enters into the four last cells, and the other part returns to the manifold due to the vortex. Therefore, the first cell and the last four cells receive less reactant than other cells. The non-uniform flow distribution parameter increases by up to 1425% on using saturated oxygen and under forced convection conditions.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله احمد رضایی سنگتابی |
دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

علی کیانی‌فر |
فردوسی مشهد-مهندسی- گروه مهندسی مکانیک

ابراهیم علیزاده |
دانشگاه صنعتی مالک اشتر، آزمایشگاه تحقیقاتی فناوری پیل سوختی، فریدونکنار، ایران.

مظاهر رحیمی اسبویی |
آزمایشگاه تحقیقاتی فناوری پیل سوختی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر ، فریدونکنار، ایران.

سید حسین مسروری سعادت |
آزمایشگاه تحقیقاتی فناوری پیل سوختی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

نشانی اینترنتی https://mej.aut.ac.ir/article_3367_c7d2d2f2dc81c42f656c149cd567aa36.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1252/article-1252-2235955.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات