مکانیک سازه ها و شاره ها، جلد ۶، شماره ۴، صفحات ۲۸۵-۳۰۰
عنوان فارسی تحلیل آزمایشگاهی و عددی پیل سوختی ‌پلیمری با یک کانال مارپیچ متقارن جدید
چکیده فارسی مقاله در این مقاله ابتدا یک پیل سوختی پلیمری با الگوی جدید کانال جریان، با عنوان الگوی کانال مارپیچ متقارن (جدید) طراحی و ساخته‌شده است. پیل ساخته‌شده دارای توان نامی حدود 10 وات، مساحت ناحیه فعال 25 سانتی‌متر مربع و دارای غشاء نفیون-117 می‌باشد. با استفاده از دستگاه تست پیل سوختی اثر دما و رطوبت نسبی گازهای سمت کاتد بر عملکرد آن (نمودار ولتاژ – چگالی جریان پیل) موردبررسی قرارگرفته است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که پیل ساخته‌شده قادر است ماکزیمم چگالی توان (حدود 45/0 وات بر سانتی‌متر مربع) را تولید نماید. سپس مدل‌سازی عددی سه‌بعدی و کامل پیل سوختی ساخته‌شده (شامل همه 9 لایه پیل سوختی) و در ابعاد واقعی انجام‌شده است. بدین منظور، معادلات دیفرانسیل پاره‌ای همبسته شده غیرخطی بقاء جرم، بقاء اندازه حرکت (مؤمنتم)، بقاء اجزاء، بقاء انرژی و شارژ به همراه روابط سینتیک الکتروشیمیایی در نواحی مختلف پیل به‌صورت الگوی تک ناحیه‌ای و تک فاز (فقط فاز گاز) تدوین و به کمک نرم‌افزار تجاری فلوئنت حل‌شده‌اند. نتایج مدل‌سازی عددی نشان می‌دهد که کانال مارپیچ متقارن (جدید) قادر است حتی در چگالی‌های جریان بالا توزیع دما و غلظت مطلوبی را در سراسر ناحیه فعال ایجاد نماید.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله پیل سوختی پلیمری، کانال جدید، شبیه‌سازی عددی، طراحی و ساخت،
عنوان انگلیسی Experimental and Numerical analysis of PEM fuel cell performance with a new helically symmetrical flow channel
چکیده انگلیسی مقاله In this paper, a Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cell with new symmetrical flow channel pattern was designed and fabricated in-house. The fabricated PEM fuel cell has nominal power of 10 W, with an active area of 25 cm2 and Nafion 117 membrane. Using a fuel cell test station, the effects of temperature and relative humidity on the performance of fabricated PEM fuel cell (i.e. voltage - current density curve) was examined. Laboratory results showed that fabricated PEM fuel cell is able to produce maximum power density of about 0.45 [Wcm-2] or 11W power. A comprehensive three-dimensional, single phase and non-isothermal model is developed for the fabricated PEMFC. The presented model is a nine-layer model that consists of current collectors, flow channels, gas diffusion layers, catalysts layers at the anode and the cathode as well as the membrane. A commercial CFD software (Fluent) was used to solve the governing equation. Comparison of numerical and experimental results shows that there is a good agreement between them. The results indicate that the new flow pattern can produce uniform temperature, current density and concentration distributions over the PEM fuel cell active area. Keywords: PEM fuel cell,
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله حسین رجبیان |
دانشجوی فوق لیسانس، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان

حسین امیری |
هیات علمی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته

مجتبی رحیمی |
گروه فیزیک و گروه پیل سوختی حرارت بالا، دانشگاه ولی عصر عج رفسنجان، رفسنجان
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه ولی عصر رفسنجان (Valiasr university)

سید محمد باقر مرعشی | seyed mohammad bagher
کارشناس آزمایشگاه، گروه فیزیک و گروه پیل سوختی حرارت بالا، دانشگاه ولی عصر عج رفسنجان، رفسنجان
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه ولی عصر رفسنجان (Valiasr university)

علیرضا عرب سلغار |
استادیار،گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ولی عصر عج رفسنجان، رفسنجان، ایران
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه ولی عصر رفسنجان (Valiasr university)

نشانی اینترنتی http://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_829_bd867c47f6057ed095a867350a7daf69.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1271/article-1271-459000.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات