بررسی آزمایشگاهی سیستم کنترل سطح آب جداساز مایع-گاز در پیل سوختی

تعامل بین واکنش‌دهنده‌ها در پیل سوختی سبب تولید آب می‌شود. هدف از این مطالعه، معرفی نوعی سیستمِ کنترلِ سطحِ آب است که علاوه بر کنترل آب خروجی از جداساز، از اتلاف گازهای واکنش‌دهنده جلوگیری کند. در این مقاله با توجه به مشخصات پیل سوختی و محدودیت ساخت به کمی‌سازی عملکرد سیستم کنترلی مبتنی بر جریان عبوری از ونتوری پرداخته شده است. پارامترهای موثر در کنترل شیر تخلیه همچون طول مسیر اتصال، زاویه قرارگیری سنسور، وقفه‌های زمانی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. بررسی طول مسیر نشان داد اگر طول مسیر زیاد باشد، تغییرات فشار حالت نوسانی گرفته و شرط فشار را برای زمان بحرانی کمینه برقرار نمی‌کند و سیستم کارایی خود را از دست می‌دهد. زاویه سنسور نیز تنها در زمان بحرانی بیشینه تاثیرگذار است به نحوی‌که با قرارگیری سنسور در زاویه 90 درجه به ماکزیمم مقدار می‌رسد. در ضمن بنابر تست‌های انجام شده زمان بین 0.3 تا 0.5 ثانیه برای زمان بحرانی کمینه پیشنهاد می‌شود. در نهایت به منظور کنترل اتوماتیک سیستم کنترل سطح آب جداساز، روابطی بر اساس فشار کاری پیل سوختی ارائه شده است. عملکرد سیستم کنترلی در فشارهای کاری 0.4 تا 2 بار گیج مورد بررسی قرار گرفته و در این بازه کارا می‌باشد.

Experimental Investigation of Water Level Control System of Liquid-Gas Separator in the Fuel Cell

Water is the product of the interaction between reactants in the fuel cell. The purpose of this study is to introduce a water level control system that prevents the loss of reactant gases by improving the process of water separation from these gases. In this paper, due to fuel cell characteristics and construction constraints, the performance of a venturibased flow control system is quantified. Effective parameters for controlling the discharge valve, such as the length of the connection path, the angle of the sensor, the time lags, have been investigated. The path length check showed that if the path length being too high, the pressure changes oscillate, failing to establish a pressure condition for the minimum critical time, and the system loses its performance. Finally, in order to control the water level control system automatically, relations are proposed based on the pressure. The performance of the fuel cell has been investigated at 0.4 to 2 bar and the system is efficient in this range. The sensor angle only affects the maximum critical time, somehow reaches its maximum by placing the sensor at the 90degree angle. In addition, according to the tests performed, the time between 0.3 and 0.5 seconds is recommended forthe minimum critical time.