Bu çalışmada, PEM yakıt pilleri için ters yamuk kesitli kanal şekli hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemi ile incelenmiştir. ANSYS Fluent, elektrokimyasal reaksiyonlar, kütle, türler, enerji transferi ve potansiyel alan denklemlerini çözmek için uygulandı. Pillerdeki türlerin kütle oranı, bağıl nem ve sıcaklık dağılımı grafikleri ile polarizasyon ve güç yoğunluğu eğrileri elde edildi. Sonuçlar, PEM yakıt pilleri kanalı için yaygın olarak kullanılan kare kesit şekline sahip iki referans geometri ile karşılaştırıldı. Referans geometrilerinden biri ters yamuk kesitli kanal ile aynı kanal genişliği ve yüksekliğine sahipken, diğeri aynı kesit alanına sahiptir. Analiz sonuçları, ters yamuk kesitli akış kanalı şekline sahip pilin, kare kesitli akış kanalı şekline sahip pilden %32’den daha fazla güç yoğunluğuna sahip olduğunu, ancak su yönetiminin zayıf olduğunu göstermektedir.
In this work, a reverse trapezoidal cross-section channel shape for a single flow channel PEM fuel cell was examined with computational fluid dynamic (CFD) method. ANSYS Fluent was applied to solve electrochemical reactions, potential fields, mass, species, and energy transport equations. Species mass ratio, temperature distribution and relative humidity were obtained for the cell as well as the i-V and power density plots. The results were compared to two reference geometries with the commonly used square section shape for the channel. One reference geometry has the same channel width and height with the reverse trapezoidal cross-section channel while the other has the same cross-section area. The results indicate that the cell with reverse trapezoidal cross sectional flow channel shape has more than 32% higher power density than the cell with square cross-sectional flow channel shapes, but poor water management.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Mechanical Engineering |
Journal Section | Mechanical Engineering |
Authors | |
Publication Date | June 3, 2023 |
Submission Date | September 26, 2022 |
Published in Issue | Year 2023 |