بهبود توزيع جريان گاز در توده پيل‌سوختي پليمري

در اين مقاله، مطالعه‌ عددي به منظور بررسي توزيع جريان در يك توده پيل‌سوختي پليمري 52 سلولي انجام گرفته است. به منظور كاهش هزينه محاسبات، كانال‌هاي جريان صفحات دوقطبي با كانال‌هاي موازي پرشده از مواد متخلخل جايگزين شدند. نتايج نشان داد كه در صورت استفاده از لوله براي انتقال گاز به منيفولد، جت جرياني در منيفولد شكل مي‌گيرد كه 4 كانال ابتدايي را تحت تاثير قرار مي‌دهد. كانال اول به‌عنوان كانال بحراني، 4/93 درصد از ميانگين گاز عبوري از بقيه كانال‌ها را دريافت مي‌كند. براي بهبود توزيع جريان دو روش پيشنهاد گرديد: كاهش تدريجي ارتفاع منيفولد و ايجاد مانع در منيفولد. ايجاد يك مانع منحني شكل در ابتداي منيفولد موجب مي‌گردد تا ساختار جت جريان پس از برخورد با مانع از بين‌رفته و از تاثيرات آن بر كانال‌هاي اول كاسته شود. جريان گاز عبوري از كانال اول در اين حالت تا 96/96 درصد ميانگين افزايش مي‌يابد. همچنين كاهش تدريجي ارتفاع منيفولد موجب افزايش سرعت جريان گاز در امتداد طول منيفولد مي‌گردد و باعث كاهش فشار استاتيك در بخش انتهايي منيفولد مي‌گردد. با كاهش فشار استاتيك در بخش انتهايي منيفولد، دبي گذرنده از كانال‌هاي انتهايي كاهش يافته و به دبي گذرنده از كانال‌هاي ابتدايي افزوده مي‌شود. در اين حالت نيز دبي جرمي گذرنده از كانال اول تا مقدار 38/95 درصد ميانگين افزايش مي‌يابد.