بررسی تاثیر هندسه کانال های تزریق گاز بر عملکرد و رفتار دینامیکی پیل سوختی غشا پلیمری

پیل سوختی غشا پلیمری که با هیدروژن و هوا کار می کند و دارای راندمان و چگالی توان بالا، کارکرد در دمای پایین و قابلیت راه اندازی سریع و بدون آلایندگی می باشد، می تواند جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی باشد. عملکرد سلول سوختی غشای تبادل پروتون بستگی زیادی به هندسه ، پیکربندی کانال های جریان و اندازه دارد. پژوهش حاضر یک مطالعه عددی می باشد که به بررسی عملکرد پیل سوختی غشا پلیمری با تکیه بر طراحی کانال های تزریق گاز با هندسه های مختلف در حالت ناپایا پرداخته شده است. برای حل معادلات حاکم از روش دینامیک سیالات محاسباتی بهره گیری شده است. در این روش برای گسسته سازی و حل کردن معادلات از متد حجم محدود استفاده می شود. هندسه های مختلفی که برای این پژوهش مورد استفاده قرار گرفته که شامل شبه مارپیچی (مدلA)، موازی (مدلB) و پینی (مدلC) می باشد که ابعاد آن ها با مدل پایه مارپیچی شکل یکسان است. با استفاده از شبیه سازی دینامیکی مشاهده شد که بعد از گذشت حدود ۷۰ ثانیه جریان به حالت پایدار رسید و تولید آب رفته رفته افزایش یافت. نتیجه ها نشان می دهد که مدل C نسبت به سایر مدل ها عملکرد بهتری دارد و در مقابل مدل B بدترین عملکرد را از خود نشان می دهد.