محاسبه کمینه نرخ هوادهی استاندارد و بررسی پارامترهای عملکردی در سیستم تهویه محیط‌ آزمایشگاه‌های تحقیقاتی هیدروژن و پیل ‌سوختی

Abstract

پیل‌های سوختی در مقایسه با موتور‌های احتراق داخلی از بازدهی بیشتر، آلودگی صوتی و آلایندگی کمتری برخوردارند. سوخت فناوری پیل سوختی گاز هیدروژن است که یکی از خطرناک‌ترین گازها از لحاظ اشتعال‌پذیری و قابلیت انفجار است. لذا طراحی محیط آزمایشگاهی ایمن برای ساخت و تست پیل‌ سوختی لازم و ضروری است. از جمله مهمترین اصولی که در آزمایشگاه مذکور باید براساس استاندارد NFPA 853 و IEC 60079 برای سیستم‌های تولید توان پیل‌سوختی لحاظ شود، طراحی سیستم تهویه مناسب جهت جلوگیری از انتشار و انفجار گاز هیدروژن است. لذا در این مقاله با مروری بر مفاهیم تهویة استاندارد و ایمن، مهمترین پارامترهای طراحی این نوع تجهیزات ایمنی برای محیط‌های آزمایشگاهی پیل‌سوختی مورد بررسی قرار گرفته و به‌عنوان مطالعة موردی، برای یک دستگاه تست با دبی گاز ورودی هیدروژن 54 نرمال‌لیتر بر دقیقه با تبیین الگوریتم بهینة محاسبات، زمان تخلیه برای برون‌رفت از ناحیة خطر و حداقل دبی تخلیة لازم براساس ظرفیت فوت مکعب بر دقیقه برآورد گردید. همچنین اثر پارامترهای فشار، دما و قطر نشتی بر میزان نرخ تهویه و حجم منطقه خطر بررسی شده است. نتایج محاسبات انجام‌شده در آزمایشگاه تحقیقاتی مرکز پیل‌سوختی دانشگاه صنعتی مالک اشتر اجرا و مورد بهره‌برداری قرار گرفته است.