دراين مقاله به بررسي رفتار ديناميكي پيل سوختي اكسيد جامدصفحهاي پرداخته شده است. شبيه سازي در شرايط نگهدارنده آندي و در دماي 1073 درجه سانتيگراد پيل انجام شده و رفتار ديناميكيپيل به تغييرات دما، جريان و جزء جرمي مواد شركت كننده پرداخته شده است. همانطور كه در ادام ...
افزايش آگاهي از محدوديت منابع انرژي در دنيا باعث آن شده است كه بعضي از دولتها در سياست خود در مورد انرژي تجديد نظر نمايند و از هدر رفتن انرژي بطور جدي جلوگيري كنند. اين امر همچنين باعث شده كه جوامع علمي توجه خود را به وسايل تبديل انرژي معطوف نموده روشهاي تازهاي جهت ا ...
در اين مقاله جريان دوفازي، غير هم دما و غير هم فشار در لايه نفوذي گاز كاتد پيل سوختي پليمري مدلسازي شده است. علاوه بر مدلسازي جريان دوفازي در كاتد جهت استفاده از شرايط مرزي صحيح تر، ديگر اجزاء پيل سوختي نيز مدلسازي شده اند. معادلات حاكم شامل معادلات بقاي جرم، بقاي مومنتم و بقاي انرژي در اجزاي مختلف پيل سوختي است كه توسط روش تفاضل محدود حل شده اند. جهت بررسي صحت مدلسازي، منحني عملكرد پيل سوختي با نتايج تجربي و منحني توزيع دما با نتايج موجود در مقالات مقايسه شده است. نتايج مدلسازي نشان مي دهد كه افزايش فشار در سمت كاتد باعث افزايش محتواي آب غشاء و كاهش افت اهمي مي شود. همچنين به واسطه بهبود واكنش احياي اكسيژن كه در اثر افزايش فشار جزئي اكسيژن اتفاق مي افتد، عملكرد پيل سوختي بهبود مي يابد. منحني توزيع دما در عرض پيل سوختي، نشان مي دهد كه دما در كاتاليست كاتد كه محل وقوع واكنش هاي الكتروشيميايي است از همه بيشتر است و با افزايش فشار در كانال كاتد، اختلاف دماي كانال با دماي بيشينه، كمتر مي شود. تاثير تغيير فشار جريان در كانال آند با تاثير آن بر كانال كاتد متفاوت است به طوري كه با افزايش فشار در كانال آند، دما در عرض پيل سوختي افزايش مي يابد
در زمان حاظر مزايا و فوايد استفاده از فناوري پيل سوختي به دلايل مختلف از جمله آلايندگي بسيار زياد سوختهاي فسيلي، محدود بودن منابع سوخت فسيلي و غيره واضح ميباشد. به اين منظور در اين مقاله به بررسي پيل سوختي كربنات مذاب و تاثير استفاده از دو جهت جريان(هم جهت و خلاف جهت) براي گازهاي ورودي در آند و كاتد پرداخته خواهد شد. به اين سبب با استفاده از نرم افزار COMSOL Multiphysics يك پيل سوختي كربنات مذاب شبيه سازي و با تغيير جهت گازهاي ورودي به تحليل خروجي پيل سوختي پرداخته ميشود. مدل مذكور ابتدا با استفاده از مقاله اي كه در آن نتايج تجربي نيز آورده شده]1[، اعتبار سنجي و سپس براي اعمال تغييرات مورد استفاده قرار گرفته شده است. در انتها نيز مشاهده شد كه در حالت جريان مخالف، افت ولتاژ و همچنين توان خروجي بهتري را خواهيم داشت
ميدانيم كه فناوري پيل سوختي يكي از منابع انرژي در آينده خواهد بود. هم اكنون نيز در بسياري از صنايع همچون صنعت خودرو و صنعت هوافضا مورد استفاده قرار ميگيرد. پيل سوختي كربنات مذاب نيز در ميان انواع پيلهاي سوختي همانند نوع اكسيد جامد به دليل ظرفيت توليد بالا و همچنين دماي عملكرد بالا براي مصارف نيروگاهي و توليد پراكنده و همچنين مواردي كه به ظرفيت بالاي انرژي نياز هست، بسيار كاربرد دارد. از آنجايي كه در اين دو نوع پيل سوختي براي تهيه هيدروژن مورد نياز از روشهايي همچون ريفرمر و يا گازيسازي استفاده ميشود، لذا ممكن است كه هيدروژن خالص وارد آند نشود. در اين مقاله به بررسي تاثير تغيير دبي گازهاي ورودي به آند پرداخته خواهد شد. اجزاء گازهاي ورودي به جاي اينكه هيدروژن خالص باشد از سه جزء هيدروژن، آب و دي اكسيد كربن خواهد بود و تاثير تغيير آنها با شبيه سازي در نرمافزار COMSOL Multiphysics مورد بررسي قرار خواهد گرفت. مدل طراحي شده ابتدا با نتايج تجربي]1[ اعتبار سنجي شده است و سپس تغييرات مذكور اعمال شده است. در نهايت نيز اين نتيجه حاصل ميشود كه اين تغييرات در راندمان خروجي تاثير بسزايي نخواهد گذاشت
در اين مطالعه تغييرات هندسي كانال جريان كاتد پيل سوختي غشا پليمري، به شكلي كه قسمتي از آن با صفحه تيغه اي مسدود شده است را بررسي كرده و اثرات محدوديت ايجاد شده همراه با ضريب تخلخل هاي مختلف لايه پخش گاز كاتد تحليل مي شود. بدين منظور يك مدل دو بعدي پيل سوختي كه بخشي از كانال كاتد مسدود شده در نظر گرفته مي شود و ميدان سرعت، نرخ جريان اكسيژن وارد شده به لايه كاتاليست, غلظت بخار آب توليدي، نسبت گاز ورودي به لايه پخش گاز و افت فشار در شرايط مختلف با حل عددي معادلات حاكم بررسي مي گردد. نتايج بيان كننده اين است كه كاهش گپ بين صفحه تيغه اي و لايه پخش گاز به انتقال گازهاي واكنشگر به لايه پخش گاز كمك مي نمايد، اگر چه منجر به افزايش افت فشار مي گردد. افت فشار ايجاد شده را مي توان با افزايش تخلخل لايه پخش گاز، كاهش داد
پيلسوختي 1 يك دستگاه مولد انرژي با چگالي توان بالا و ويژگيهاي مطلوب جهت كاربردهاي گوناگون ميباشد. از مسائل مهم در پيلسوختي مقاومت تماسي 2 بين صفحات دوقطبي 3 و مجموعه غشا-الكترود 4 و نشتي مابين آن ميباشد. پيلسوختي از اجزاي مختلفي تشكيل شده از جمله صفحات دوقطبي كه عموماً افت ولتاژ پيل و نشتي گازها در سطح تماس مجموعه غشا- الكترود با آن اتفاق ميافتد. در پيلسوختي درزگيري صفحات دوقطبي و مجموعه غشا- الكترود توسط واشرهاي سيليكوني انجام ميشود. تغيير گشتاور پيچهاي استك با توجه ضريب الاستيسيته واشرهاي سيليكوني نياز به محاسبات طولاني دارد كه باعث اتلاف زمان وهزينه زياد ميشود. در اين مقاله روش ساخت نويني ارائه شدهاست كه در آن نياز به استفاده از واشرهاي سيليكوني از بين رفته و مشكلات تهيه آن براساس ضخامت مجموعه غشا- الكترود و همچنين محاسبات گشتاور پيچهاي پيل با توجه به ضريب الاستيسيته واشرها برطرف گرديده است. در اين روش با توجه به اندازه ضخامت لايه نفوذ گازي،صفحه دوقطبي، توسط دستگاه فرز كفتراشي ميشود و كانالها در سطح كفتراشي شده ايجاد ميگردد. همچنين جهت گازبندي، در كنارهاي صفحه گرافيتي، شياري ايجاد و با چسب سيليكوني پر ميشود. در ادامه يك تك سل پيل سوختي به روش جديد ساخته شد و نمودار منحني مشخصه دو روش با يكديگر مقايسه و پس از تاييد بهبود كارآيي سيستم، صحت روش ارائه شده ،تاييد گرديد
پيل سوختي 1 يكي از پركاربردترين وسايل توليد الكتريسيته درسال هاي اخير ميباشد. در ساختار توده پيل سوختي از راهگاههايي(منيفلدهايي) 2 جهت رساندن گاز به كانالهاي سلهاي 3 مختلف استفاده ميشود. در اين تحليل، آرايشهاي 4 مختلف جريان گاز مورد مطالعه قرار گرفته است. جريان گاز در كانالهاي ايجاد شده در صفحه دو قطبي هر سل از توده پيل سوختي توسط معادلات دارسي- ويسباخ با فرض كردن يك نفوذ پذيري مغناطيسي ثابت براي هر سل مدلسازي شده است. همچنين جريان گاز در منيفولد هاي ورودي وخروجي توده پيل سوختي نيز بر اساس معادله تعادل انرژي مكانيكي و با در نظر گرفتن افت فشار ناشي از اصطكاك ديوارهها و اتصالات مدل سازي شد. در ادامه از يك روشحل رياضي، جهت محاسبه توزيع فشار و توزيع جريانگاز در توده پيل سوختي در كانالهاي هر سل و همچنين درمنيفولدها، ارائه شده است. آرايش جريان گاز توسط نرم افزارfluentشبيه سازي شده و نتايج باهم مقايسه گرديد. نتايج نشاندهنده اين است كه افتفشار 5 ايجاد شده به دليل اصطكاك ديواره، در مقايسه با افت ايجاد شده در منيفولدهاي ورودي و خروجي، بدليل نفوذ جريان در سلولها و تقسيم جريان در اتصالات، ناچيز ميباشد. همچنين مشخص گرديد كه ساختار هندسي منيفولدها از نظر شكل و اندازه، بيشترين تأثير را در تغييرات فشار ايفا ميكند و همچنين توزيع فشار و جريان، تحت تأثير اثرات هندسي قرار دارند. با افزايش تعداد سلهاي تودهپيلسوختي مشخص گرديد كه جريان در منيفولدهاي گاز، مغشوش 6 شده، و باعث توزيع نامناسب گاز در سيستم توزيع ميشود
تعداد صفحات : 411
تميز كردن نماي ساختمان