چکیده

در مطالعه حاضر عملکرد یک پیل سوختی اکسید جامد دو ‏محفظه‏ای ‏صفحه‏ای یکسو با سوخت هیدروژن تحت شرایط پایا با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی بصورت عددی بررسی می شود. ناحیه محاسباتی از محفظه‌های گازی آند و کاتد، الکترود آند، الکترود کاتد و الکترولیت تشکیل می‏شود. سوخت هیدروژن با کسر مولی 0.97 در محفظه گازی آند وارد می‌شود و در سوی دیگر هوای خشک با کسر مولی 0.21 اکسیژن و 0.79 نیتروژن وارد محفظه گازی کاتد می‌گردد. همچنین لایه‌های کاتالیست به صورت یک ناحیه در نظر گرفته می‌شوند که واکنش‌های الکتروشیمیایی در آنجا اتفاق می‌افتند. معادلات غیرخطی کاملاً کوپل شده حاکم شامل معادلات بقاء جرم، اندازه حرکت، گونه شیمیایی، انرژی و بار الکترونی و یونی می‏باشد که در یک نرم‏افزار تجارتی فرمول‏بندی شده و با استفاده از روش المان محدود حل می‏شوند. جهت نشان دادن صحت مدل، نتایج حاصل از مدل با نتایج یک مدل تجربی مشابه مقایسه می‏گردد. در پایان تحلیل عملکرد پیل شامل توزیع سرعت، دما و غلظت تمامی گونه‏های گازی مورد بحث قرار می‏گیرد. نتایج نشان می‏دهد که ماکزیمم دما در سمت الکترود آند اتفاق می‏افتد که دلیل آن بیشتر بودن مقدار گرمایش اهمی در این بخش از پیل می‌باشد. بعلاوه، نشان داده می‏شود که در ولتاژ کاری 0.7 ولت مقدار 15.6 درصد از هیدروژن درون پیل مصرف شده است و همچنین و بخش اعظمی از هیدروژن بصورت مصرف نشده از پیل خارج می‌گردد در حالی که میزان کاهش اکسیژن موجود در هوا هنگام خروج از کانال برابر 9.6 درصد می‌باشد.

کليدواژه ها

پیل سوختی اکسید جامد، دو محفظه‏ای، هیدروژن، روش المان محدود، پایا

کد مقاله / لینک ثابت به این مقاله

برای لینک دهی به این مقاله، می توانید از لینک زیر استفاده نمایید. این لینک همیشه ثابت است :

نحوه استناد به مقاله

در صورتی که می خواهید در اثر پژوهشی خود به این مقاله ارجاع دهید، به سادگی می توانید از عبارت زیر در بخش منابع و مراجع استفاده نمایید:
مجید کام ور , 1398 , تحلیل عملکرد پایا یک پیل سوختی اکسید جامد دو محفظه‏ای ‏صفحه‏ای یکسو با سوخت هیدروژن , دومین همایش ملی مکانیک محاسباتی و تجربی