Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
11
1
gregorian
2018
2
1
17
12
online
1
fulltext
fa
طراحی جدید و بررسی عملکرد میدان جریان پیل سوختی غشاء پلیمری جهت بهبود عملکرد برای کاربرد در یک وسیله هوایی
New interior design for polymer flow membrane fuel cell flow field to improve performance for use in an aerial vehicle
از مهمترین قسمتهای پیلهای سوختی پلیمری صفحات دوقطبی میباشد که از طریق مسیر کانالهایی که بهعنوان میدان جریان در این صفحات مطرح میگردد، دسترسی گازهای واکنشگر به سطح لایههای کاتالیست برای انجام واکنشهای الکتروشیمیایی پیل سوختی امکانپذیر میباشد. تاکنون محققان بسیاری به طراحی میدان جریانهای مختلفی برای پیلهای سوختی پرداختهاند. گرچه هر یک از مدلهای مطرحشده دارای مزایا و معایب مربوط به خود میباشد؛ اما یک طراحی مناسب برای میدان جریان پیل سوختی که توزیع یکنواخت گازهای واکنشگر را روی سطح لایه کاتالیست داشته باشد، دسترسی به عملکرد بالاتر و عمر بیشتر پیلهای سوختی را نتیجه میدهد و از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در این تحقیق به معرفی یک الگوی جریان جدید برای میدان جریان پیل سوختی پرداختهشده است و نتایج عددی بدست آمده با یک مدل با آرایش متداول موازی مورد مقایسه قرار گرفتهشده است. میدان جریان ارائهشده به صورت مارپیچ اصلاحشده با ابعاد کلی پیل 6400 میلیمتر مربع بوده که دسترسی به توزیع یکنواخت گازهای واکنشگر، چگالی جریان و دما ممکن شده است. افزایش 66 درصدی چگالی جریان محدود و رشد 1.7 برابر چگالی توان با اصلاح آرایش برای میدان جریان محقق شده است. در ادامه با در نظر گرفتن نقطه طراحی پیل سوختی بر اساس منحنی چگالی توان مدل جدید ارائهشده، به بررسی مشخصات و توان ویژه پیل سوختی در یک مأموریت هوایی پرداختهشده است و دسترسی به توان مخصوص بالا که در کاربردهای هوایی اهمیت ویژهای دارد، حاصلشده است.
One of the most important parts of the polymer fuel cell is the bipolar plate, which through the channel paths as the flow field in these plates, the availability of reactive gases to the surface of the catalyst layer is possible to carry out the electrochemical reactions of the fuel cell. So far, many researchers have been designing different flow streams for fuel cells, although each of the models has its own advantages and disadvantages, but a suitable design for the fuel cell flow field, which has a uniform distribution of reactive gases on the surface of the catalyst layer, Access to higher performance and longer fuel cell life is very important. In this paper, we introduce a new flow pattern for fuel cell flow field, and the numerical results obtained with a conventional parallel model are compared. The flow-shaped designs have been modified with a spiral and the total dimensions of the cell are 6400 mm 2, which has allowed access to uniform distribution of reactive gases, flow density and temperature distribution. An increase of 66% was achieved with a limited density and increased 1.7 times the power density by adjusting the arrangement for the flow field. Therefore, considering the design of the fuel cell based on the power density curve presented in the new model, the specific characteristics and power of the fuel cell in an air mission have been addressed and the availability of high specific power that is of particular importance in aerial applications is achieved.
پیل سوختی غشاء پلیمری؛ طراحی میدان جریان؛ توزیع یکنواخت گازهای واکنشگر؛ کاربرد هوایی
Polymer membrane fuel cell؛ flow field design؛ fuel cell lifespan؛ uniform distribution of reactive gases؛ aerial application
297
308
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-20559-2&slc_lang=fa&sid=15
Arman
Abdoli
آرمان
عبدلی
100319475328460070392
100319475328460070392
No
Master of Science
دانشجوی کارشناسی ارشد
Mojtaba
Dehghan Manshadi
مجتبی
دهقان منشادی
100319475328460070405
100319475328460070405
Yes
دانشیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان
Ebrahim
Afshari
ابراهیم
افشاری
100319475328460070391
100319475328460070391
No
Department of Isfahan University
دانشیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه اصفهان