مدل‎سازیترمودینامیکی انتقال حرارت و بخار در رطوبت‌زن غشایی پوسته و لوله :نوع گاز – گاز

Abstract

مدیریت آب نقش مهمی در عملکرد پیل سوختی پلیمری دارد. مرطوب‌سازی گازهای واکنش‌گر قبل از ورود به پیل سوختی جهت مرطوب نگهداشتن الکترولیت پلیمری، از مهمترین راه‌های مدیریت آب است. در تحقیق حاضر، یک مدل تحلیلی از رطوبت‌زن غشایی پوسته و لوله نوع گاز- گاز ارائه شده است. معادلات حاکم شامل معادلات بقای جرم و انرژی و انتقال بخاراست که به طریق تکرار حل و به کمک داده‌های تجربی موجود در مقالات اعتبار‌سنجی شده است. همچنین تاثیر پارامتر‌های عملکردی مانند دبی، دما و رطوبت نسبی گازهای ورودی و پارامترهای هندسی مانند ضخامت، قطر و تعداد لوله‌های رطوبت زن بر عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که اولا در دبی جرمی ورودی برابر در سمت پوسته و لوله، دمای گاز مرطوب شده خروجی، نرخ انتقال حرارت و نرخ انتقال بخار در جریان مخالف نسبت به جریان موازی بیشتر است، لذا نتایج برای این رطوبت‌زن ارائه شده است. ثانیا در رطوبت زن جریان مخالف، با افزایش دمای گاز خشک ورودی نرخ انتقال حرارت و نرخ انتقال بخار کاهش می‌یابد همچنین افزایش رطوبت نسبی گاز خشک ورودی باعث کاهش نرخ انتقال بخارمی‌شود ولی تاثیر ناچیزی بر دمای گاز مرطوب شده خروجی و نرخ انتقال حرارت دارد.