بررسی عملکرد میدانهای مختلف جریان خنککاری با کانال های موازی در پیل سوختی غشا پلیمری

در پیلهای سوختی غشا پلیمری بیش از نیمی از انرژی شیمیایی هیدروژن، در طی تولید الکتریسیته به گرما تبدیل میگردد. در صورت دفع نامناسب این گرما، عملکرد و پایداری پیل آسیب میبیند. در این مقاله، چندین طرح مختلف کانال های موازی برای میدان جریان خنککاری در پیل غشا پلیمری پیشنهاد شده و انتقال حرارت در صفحات خنککاری با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی شبیهسازی شده است. عملکرد طرح های پیشنهادی بر اساس معیارهای دمای ماکزیمم سطح، دمای میانگین سطح، یکنواختی دما و افت فشار ارزیابی شده است. نتایج نشان میدهند که مدل دارای کانالهای موجی شکل، کمترین شاخص یکنواختی دما، کمترین دمای ماکزیمم سطح و کمترین دمای میانگین سطح را دارد، لذا از نظر عملکرد خنککاری، بهترین مدل در بین مدلهای مطالعه شده در این مقاله است؛ اما از طرفی افت فشار بیشتری ایجاد میکند. مدل دارای کانالهای مستقیم با سطح مقطع ذوزنقهای، شاخص های دمایی کمی ضعیفتری نسبت به مدل دارای کانالهای موجی دارد؛ اما افت فشار بسیار کمتری ایجاد میکند. از این رو این دو مدل نسبت به بقیه مدل ها برای خنک کاری بسیار مناسب تر بوده اما در انتخاب یک مدل از بین این دو مدل باید مصالحه ای بین شاخص های دمایی و افت فشار مینیمم انجام پذیرد.