مصطفی حسینعلی پور - استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران
امیر توحیدی - دانشجوی دکترا دانشگاه علم و صنعت ایران
مهناز شکرپور - کارشناسی ارشد دانشگاه علم و صنعت ایران

در این مقاله اثر مکانیزم آشوبناک بر اختلاط و انتقال حرارت در مبدل حرارتی یکپارچه در صفحات دو قطبی PEMFC به صورت کمی و کیفی بررسی می شود. به همین منظور از هندسه پیشنهادی جدیدی که عامل بوجود آورنده جابجایی آشوبناک است استفاده شده است. ساختار مبدل بکارگرفته شده در این کاربردها کاملآ ساده بوده و رژیم جریان در آنها آرام با عدد رینولدزی در حدود 200 است. ابتدا با ردگیری ذرات به صورت لاگرانژی درون جریان و محاسبه عدد نمایی لیاپانف، نشان داده شده است که هندسه جدید، آشوبناک بوده و سپس با محاسبه میزان کشیدگی المانهای سیال و ایجاد مقاطع پوآنکاره، اثر مکانیزم آشوبناک بر اختلاط به صورت کمٌی و کیفی بررسی شده است. محاسبات انجام شده نشان میدهد که واگرایی مسیر ذرات و کشیدگی المانهای سیال در جریان آشوبناک به صورت نمایی افزایش یافته و درنتیجه اختلاط افزایش چشمگیری خواهد داشت. همچنین عدد نوسلت و میزان افت فشار محاسبه شده در هر دو هندسه نشان می دهد که با تغییر مکانیزم جابجایی سیال در مبدل حرارتی و آشوبناک شدن آن، انتقال حرارت نیز افزایش می یابد.

پیل سوختی PEMFC، جابجایی آشوبناک، اختلاط، انتقال حرارت