بررسی پارامتری جریان دوفاز در سمت کاتد پیل سوختی غشا پلیمری

Abstract

در این پژوهش عملکرد پیل سوختی غشا پلیمری، با استفاده از شبیه‌سازی دوفازی، گذرا و دو بعدی در سمت کاتد پیل سوختی، بررسی میشود. ابتدا یک مدل جامع برای شبیهسازی جریان دوفازی ارائه شده، سپس با استفاده از روش حجم محدود، معادلات گسسته و توسط یک کد فرترن داخلی حل میگردد. بررسی پارامتری بر روی میزان آب مایع تولید شده در محیط متخلخل و اثر آن بر عملکرد پیل سوختی تحقیق میگردد. تاثیر چهار پارامتر ضریب تخلخل و قابلیت نفوذ محیط متخلخل، زاویه تماس و نرخ آب منتقل شده از غشا به کاتد مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهد که با کاهش ضریب تخلخل، قابلیت نفوذ و زاویه تماس، مقدار آب در محیط متخلخل افزایش مییابد. بیشترین تأثیر را قابلیت نفوذ و زاویه تماس داشته، بطوریکه کاهش ضریب نفوذ از به و زاویه تماس از 140 به 91 درجه، کسر حجمی آب مایع در کاتالیست را به ترتیب از 04/0 به 16/0 (سه برابر) و 058/0 به 15/0 (59%) افزایش میدهد. برای شرایط عملکردی مطالعه شده، یک رابطه برای پیش بینی میزان آب مایع موجود در محیط متخلل بر حسب یک پارامتر که تنها تابعی از جنس محیط متخلل می باشد، ارائه شده است.