بررسی تاثیر هندسه جریان در عملکرد رطوبت زن غشایی صفحه ای و بهبود آن با استفاده از شبیه سازی عددی

پیل سوختی پلیمری ( PEMFC ) به عنوان یک منبع انرژی جایگزین، از اهمیت بالایی برخوردار است و یکی از نیازهای ضروری برای بهینه سازی عملکرد آن مدیریت مناسب آب در غشاء تبادل کننده پروتون می باشد. رطوبت غشایی صفحه ای، از جمله رطوبت زن های خارجی متداول برای پیل های سوختی پلیمری هستند. مهم ترین اجزای رطوبت زن های غشایی صفحه ای، صفحات جریان و غشا می باشند که در این پژوهش، یک رطوبت زن غشایی صفحه ای جهت رطوبت زنی گاز مورد نیاز یک پیل سوختی با توان ۶۰ کیلو وات طراحی، و هندسه ی صفحات جریان آن به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای موثر بر بازدهی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش برای طراحی هندسه کانال های صفحات جریان ابتدا ۶ طرح اولیه اراده شده و شبیه سازی جریان آن ها توسط بخش SolidWorks flow simulation انجام شد. پس از طراحی رطوبت زن، جهت بررسی عملکرد هندسه های طراحی شده، شبیه سازی رطوبت نیز انجام گردی و بازدهی رطوبت زن را با استفاده از فاکتورهایی از جمله رطوبت نسبی گاز خروجی و نزدیکی دمای نقطه شبنم مورد مطالعه قرار دادیم. با نتایج بدست آمده دریافتیم که هندسه ی مارپیچ ترکیبی ارائه شده، بهترین عملکرد رطوبت زنی را داشته و مقادیر بهینه پارامترهای ورودی برای آن، دمای ورودی گاز ۲۰ درجه سانتیگراد، دبی ورودی ۰/۳ لیتر بر دقیقه و عرض کانال ۲/۵ میلیمتر می باشد.