بررسي تاثير هندسه كانال‌هاي تزريق گاز بر عملكرد و رفتار ديناميكي پيل سوختي غشا پليمري

پيل سوختي غشا پليمري كه با هيدروژن و هوا كار مي كند و داراي راندمان و چگالي توان بالا، كاركرد در دماي پايين و قابليت راه‌اندازي سريع و بدون آلايندگي مي‌باشد، مي‌تواند جايگزين مناسبي براي سوخت‌هاي فسيلي باشد. عملكرد سلول سوختي غشاي تبادل پروتون بستگي زيادي به هندسه ، پيكربندي كانال‌هاي جريان و اندازه دارد. پژوهش حاضر يك مطالعه عددي مي‌باشد كه به بررسي عملكرد پيل سوختي غشا پليمري با تكيه بر طراحي كانال‌هاي تزريق گاز با هندسه‌هاي مختلف در حالت ناپايا پرداخته شده است. براي حل معادلات حاكم از روش ديناميك سيالات محاسباتي بهره‌گيري شده است. در اين روش براي گسسته سازي و حل كردن معادلات از متد حجم محدود استفاده مي‌شود. هندسه‌هاي مختلفي كه براي اين پژوهش مورد استفاده قرار گرفته كه شامل شبه مارپيچي (مدلA)، موازي (مدلB) و پيني (مدلC) مي‌باشد كه ابعاد آن‌ها با مدل پايه مارپيچي شكل يكسان است. با استفاده از شبيه‌سازي ديناميكي مشاهده شد كه بعد از گذشت حدود 70 ثانيه جريان به حالت پايدار رسيد و توليد آب رفته‌رفته افزايش يافت. نتيجه‌ها نشان مي‌دهد كه مدل C نسبت به ساير مدل‌ها عملكرد بهتري دارد و در مقابل مدل B بدترين عملكرد را از خود نشان مي‌دهد.