بررسی عددی بروز نشتی جریان در یک پیل سوختی اکسید جامد تمام متخلخل صفحهای یکسو با سوخت هیدروژن
نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد پرند، دانشگاه آزاد اسلامی، پرند، ایران
doi
چکیده
پیل سوختی اکسید جامد تمام متخلخل که در آن لایه الکترولیت متخلخل میباشد طرحی است که پیل سوختی اکسید جامد دو محفظهای و تک محفظهای را به هم پیوند میدهد و مزایای هر دو را با هم ترکیب میکند. پیل سوختی اکسید جامد تمام متخلخل به هیچ نوع درزگیر و آببند نیازی ندارد و ایجاد ترک در الکترولیت آن عملکرد پیل را متوقف نمیکند. در مطالعه حاضر عملکرد یک پیل سوختی اکسید جامد صفحهای تمام متخلخل یکسو با سوخت هیدروژن تحت شرایط پایا با هندسه دو بعدی برای اولین بار بصورت عددی بررسی میشود. معادلات حاکم شامل گونه شیمیایی، جرم، اندازه حرکت، بار و انرژی میباشد که بصورت کاملا کوپل شده با معادلات الکتروشیمیایی حل میشوند. از أنجا که هیچ مرجعی از عملکرد پیل سوختی اکسید جامد تمام متخلخل با سوخت هیدروژن در دسترس نمیباشد، جهت صحهگذاری ابتدا مدلسازی عملکرد یک پیل سوختی اکسید جامد معمولی با سوخت هیدروژن صورت میگیرد و نتایج آن با نتایج تجربی مورد مقایسه قرار میگیرد سپس تغییرات در مدل جهت اعمال تخلخل لایه الکترولیت لحاظ میگردد. نتایج کاهش ۲۹ درصدی در ماکزیمم چگالی توان تولیدی توسط پیل سوختی اکسید جامد تمام متخلخل را در مقایسه با نوع متداول آن تحت شرایط ورودی یکسان نشان میدهد. دلیل اصلی این کاهش عملکرد نشت جریان اکسیژن عمدتا از سمت ابتدای کانال هوا به سمت کانال سوخت میباشد که این نشتی باعث میشود محل وقوع دمای ماکزیمم پیل تغییر کند.
