535

Numerical simulation of solid oxide fuel cell with the performance improvement approach

كارشناسي ارشد

مكانيك

تهران شمال

1396

96/3/24

18

61ص.

محمدمهدي درويشي

58-56ص.

Solid oxide fuel cell , configuration of cell Proper , Numerical Simulation

در اين پايان نامه ابتدا يك پيكربندي مناسب براي پيل سوختي اكسيد جامد ارائه كرده و سپس تك سل پيل سوختي اكسيد جامد صفحه اي با ريفرمينگ داخلي مستقيم گاز متان را در سه حالت و با استفاده از نرم افزار انسيس فلوئنت شبيه سازيCFDكرده ايم. پيكربندي ارائه شده در اين پايان نامه كه تعميمي از پيل سوختي اكسيد جامد صفحه اي مي باشد به صورت لانه زنبوري است. در حالت اول تك سل پيل سوختي اكسيد جامد را به صورت پايدار شبيه سازي كرده و توزيع دما، گراديان هاي حرارتي و توزيع اجزاء در امتداد طول كانال گاز آند را نشان داده ايم. دما از ورودي پيل تا 04/0 متر كاهش مي يابد و سپس تا انتهاي كانال افزايش مي يابد. بيشترين گراديان حرارتي در ورودي پيل ايجاد مي شود كه مي تواند باعث شكستگي، تخريب و كاهش طول عمر پيل شود. در حالت دوم جهت كاهش گراديان هاي حرارتي ايجاد شده در حين عملكرد پيل، تك سل پيل سوختي اكسيد جامد را به همراه گرمكن هاي الكتريكي شبيه سازي كرده ايم. در اين حالت توانستيم با استفاده از گرمكن هاي الكتريكي در ابعاد ميلي متر، گراديان هاي حرارتي را از k/mm17- به k/mm 5/5كاهش دهيم. در اين حالت همچنين مشاهده كرديم كه نرخ انجام واكنش ريفرمينگ گاز متان و شيفت آب – گاز در تك سل پيل سوختي اكسيد جامد همراه با سيستم گرمايش، افزايش مي يابد كه مي تواند باعث افزايش سرعت عكس العمل پيل در برابر تغييرات تقاضاي توان مصرفي گردد. در حالت سوم مدت زمان گرمايش پيل تا دماي عملياتي را به صورت گذرا شبيه سازي كرده ايم. در اين حالت هر يك از گرمكن ها با دريافت V20 و در حدود A 5/1 برق، W 34 گرما توليد مي كنند و در مدت زمان 115 ثانيه دماي پيل تا 750 درجه سانتيگرادافزايش مي يابد.

42716