Araştırma Makalesi

TERS TRAPEZ KESİTLİ BİR AKIŞ KANALINDA FARKLI BİR TRAPEZ EĞİM AÇISININ PEM YAKIT PİLİNİN PERFORMANSINA ETKİSİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ (HAD) YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ

Cilt: 26 Sayı: 2 3 Haziran 2023
PDF İndir
TR EN

TERS TRAPEZ KESİTLİ BİR AKIŞ KANALINDA FARKLI BİR TRAPEZ EĞİM AÇISININ PEM YAKIT PİLİNİN PERFORMANSINA ETKİSİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ (HAD) YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Arif, M., Cheung, S. C. P., & Andrews, J. (2022). Numerical investigation of effects of different flow channel configurations on the 100 cm2 PEM fuel cell performance under different operating conditions. Catalysis Today, 397–399(June), 449–462. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2021.07.016
  2. Arun Saco, S., Thundil Karuppa Raj, R., & Karthikeyan, P. (2016). A study on scaled up proton exchange membrane fuel cell with various flow channels for optimizing power output by effective water management using numerical technique. Energy, 113, 558–573. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.07.079
  3. Awan, A., Saleem, M., & Basit, A. (2018). Simulation of proton exchange membrane fuel cell by using ANSYS Fluent. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 414(1). https://doi.org/10.1088/1757-899X/414/1/012045
  4. Carcadea, E., Ismail, M. S., Ingham, D. Bin, Patularu, L., Schitea, D., Marinoiu, A., … Varlam, M. (2021). Effects of geometrical dimensions of flow channels of a large-active-area PEM fuel cell: A CFD study. International Journal of Hydrogen Energy, 46(25), 13572–13582. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.08.150
  5. Carcadea, E., Varlam, M., Ismail, M., Ingham, D. B., Marinoiu, A., Raceanu, M., … Ion-Ebrasu, D. (2020). PEM fuel cell performance improvement through numerical optimization of the parameters of the porous layers. International Journal of Hydrogen Energy, 45(14), 7968–7980. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.08.219
  6. Ferng, Y. M., & Su, A. (2007). A three-dimensional full-cell CFD model used to investigate the effects of different flow channel designs on PEMFC performance. International Journal of Hydrogen Energy, 32(17), 4466–4476. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2007.05.012
  7. Ibrahimoglu, B., Yilmazoglu, M. Z., & Celenk, S. (2017). Investigation of spiral flow-field design on the performance of a PEM Fuel Cell. Fuel Cells, 17(6), 786–793. https://doi.org/10.1002/fuce.201700076
  8. Jourdani, M., & Mounir, H. (2015). Temperature Distribution Effect on the Performance of PEM Fuel Cell Modeling and Simulation Using Ansys Fluent. 3rd International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC) Institute of Electrical and Elctronics Engineer (IEEE) DOI: 10.1109/IRSEC.2015.7455082.

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Makine Mühendisliği

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

3 Haziran 2023

Gönderilme Tarihi

26 Eylül 2022

Kabul Tarihi

13 Aralık 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 1970 Cilt: 26 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Sayan, Y. (2023). INVESTIGATION OF THE EFFECT OF A DIFFERENT TRAPEZOIDAL INCLINATION ANGLE IN A REVERSE TRAPEZOIDAL CROSS-SECTION FLOW CHANNEL ON THE PERFORMANCE OF THE PEM FUEL CELL WITH THE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD) METHOD. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(2), 408-423. https://doi.org/10.17780/ksujes.1180483

Cited By