مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی افزایش بازده سیستم پیل سوختی غشا پلیمری در نتیجه‌‌ی استفاده از اجکتور در مدار تغذیه‌ی سوخت

نویسندگان
1 استادیار گروه مکانیک دانشگاه اصفهان
2 دانشجو
چکیده
در این مقاله، مطالعه ای بر بازده سیستم پیل سوختی غشا پلیمری با استفاده از اجکتور برای بازگرداندن سوخت اضافی در مدار تغذیه ی سوخت آند و مقایسه با سیستم های رایج که عموماً از کمپرسور برای این کار استفاده می کنند، انجام شده است. بدین منظور یک مدل نیمه تحلیلی توسعه یافته برای محاسبه ی میزان افزایش بازده و همچنین میزان ذخیره ی توان در نتیجه ی استفاده از اجکتور و حذف کمپرسور در خط برگشت سوخت با گسترش مدل‌های قبلی ارائه شده است. در مدل گسترش یافته با ارائه ی یک پارامتر بی بعد و جدید، پارامترهای مهم هندسی توده پیل سوختی به پارامترهای هندسی اجکتور ربط داده شده اند. نتایج به دست آمده برای یک نمونه پیل نشان می دهد که میزان افزایش بازده در مقادیر مختلف چگالی جریان، متفاوت است و یک نقطه ی ماکزیمم برای آن وجود دارد. میزان ذخیره ی توان در نتیجه ی استفاده از اجکتور در مقایسه با توان توده پیل قابل توجه بوده و با افزایش چگالی جریان، افزایش می یابد. این نتایج کاربرد اجکتور را برای مواردی که نیاز به توان بالاتر وجود دارد، از جمله کاربردهای حمل و نقل که در آنها سیستم پیل سوختی معمولاً در ماکزیمم توان خود کار می کند، به صرفه تر نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Offering a semi-analytical model to evaluate efficiency of PEM fuel cell system using ejector in fuel supply circuit

نویسندگان English

Ebrahim Afshari 1
Mohsen Dadvar 2
Ali Reza Khademolhosseini 2
چکیده English

In this paper, the efficiency of Proton membrane exchange (PEM) fuel cell system by using ejector for returning the additional fuel in the fuel supply circuit and comparison with conventional systems, with compressor in fuel supply circuit, are studied. For this purpose a semi - analytical developed model for calculating the amount of efficiency increment, as well as the amount of power saving as a result of employing ejector in the fuel cell return line is provided by extending the previous models. In this developed model the important stack design parameters and ejector design parameters are correlated by presenting a new dimensionless parameter. The results for a typical fuel cell show that the amount of efficiency increment at different values of current density is different and there is a maximum point for it. The amount of power saving as a result of employing ejector compared with fuel cell power is considerable and will increase with increasing the current density. These results indicate that the ejector for those applications that require high power (for instance the transport applications) is more efficient.

کلیدواژه‌ها English

PEM fuel cell
ejector
System efficiency
Fuel return line
semi-analytical model