محاسبه تعداد، قطر و فرکانس تولید حباب‌های در حال صعود در سلول‌ الکتروشیمیایی باتری‌ها

اهمیت تبدیل انرژی در کاربری های آینده باعث تحقیقات بسیاری برای ارزیابی فرآیند های الکتروشیمیایی شده است. در موارد خاص مورد مطالعه، اندازه گیری کمیت های حاضر در واکنش های الکتروشیمیایی با روش های عددی موجود امکان پذیر نیست در نتیجه می بایست روش های جایگزین توسعه یابد. یکی از این روش ها، بررسی واکنش های تکاملی گازهای حاصل از واکنش با کمک نرم افزار های محاسباتی است. سامانه های الکتروشیمیایی از مدیریت ضعیف و عدم تنظیم حباب های گاز در حال صعود آسیب می ییند. درک بهتر از رفتار حباب ها برای کمک به کاهش قدرت بیش از حد حباب های تولید شده، صرفه جویی در انرژی و رفع موانع انتقال جرم طی واکنش های شیمیایی به کار می رود. یک نکته بسیار مهم در این زمینه، بررسی تعداد حباب ها، مقدار و فرکانس تولید آن ها است به طوریکه در فرآیند الکتروشیمیایی و در اثر انجام واکنش، حباب گاز تشکیل می گردد و این حباب های گاز تولیدشده بر روی سطوح الکترود قرار می گیرد و مانع از برخورد سیال به سطح الکترودشده و شارژ باتری رخ نمی دهد که به این پدیده مقاومت حبابی می گویند. برای جلوگیری از رخ دادن این پدیده می توان با دخیل کردن پارامتر هایی نظیر تغییر در انرژی سطحی سامانه با استفاده از سرفکتنت های خاص، تعداد، اندازه و نرخ تولید آن ها را کنترل کرد. اساس این بررسی طی آزمایش سرعت ستجی ذرات صورت پذیرفت. نرم افزار مورد استفاده در این تحقیق برای بررسی کمی رفتار های فوق، نرم افزار متلب است. در ادامه استفاده از دستور های مهم این نرم افزار جهت رسیدن به اهداف تحقیق اشاره می گردد

Application of lattice Boltzmann method for simulation of nanofluid natural convection in a square cavity with a hot obstacle

In this paper natural convection of nanofluid around a hot obstacle simulates in a square cavity with east and west cool walls and an adiabatic wall in north and a hot wall in south by Lattice Boltzmann Method. Flow is quiet and noncompressible and nanofluid is waterTio2. We use D2Q9 LBM for velocity and fluid temperature. The purpose of this study is investigation of heat transfer around a hot obstacle in a square cavity and the effect of Rayleigh number, obstacle dimension, volume fraction of nanofluid, cavity dimensions, surface ratio and various models of computing heat transfer conductivity coefficient and viscosity coefficient on Nusselt number. This investigat is done for the first time. The results show that, by increasing of Rayleigh number and volume fraction, average of Nusselt number will increase. The average of Nusselt number will increase when obstacle dimensions increase to 0.5L but it will decrease when the obstacle dimensions increase to 0.7L. Vortexes will create in 0.8L and it causes to increase of heat transfer. By reduplicating the obstacle width heat transfer is better than reduplicating the obstacle length. The average of Nusselt number increases by increasing of cavity rsquo;s length and it will decrease by increasing of cavity rsquo;s wide. All results are equal in Hamiltoncrosser and Maxwell Garnett model when the surface ratio is one. But heat transfer will increase by decreasing surface ratio. The average of Nusselt Number in Wang model is less than Nusselt Number in Brinkman model.