بررسی عملکرد یک مرطوب ساز غشایی آب-گاز قابل استفاده در سیستم پیل سوختی پلیمری
چکیده
گازهای واکنشگر در هنگام ورود به توده پیل سوختی غشاء پلیمری بایستی دارای رطوبت بهینه باشند. مرطوب سازی این گازها به کمک یک مرطوب ساز غشایی صورت می پذیرد. در مطالعه حاضر یک مدل تحلیلی جهت بررسی عملکرد یک مرطوب ساز غشایی آب-گاز مورد استفاده در پیل سوختی ارائه شده است. در ابتدا روابط بقای جرم و انرژی را برای سمت گاز مرطوب ساز اعمال نموده که در نتیجه آن یک دستگاه معادله غیرخطی بر حسب دما و نسبت رطوبت گاز خروجی از مرطوب ساز حاصل می شود. با حل دستگاه معادله حاصله، می توان به ارزیابی عملکرد مرطوب ساز از نقطه نظر دما و نقطه شبنم گاز خروجی از آن پرداخت. به کمک مدل توسعه داده شده، تأثیر عواملی نظیر دبی گاز، طول کانال، دما و فشار گاز ورودی به مرطوب ساز، عمق کانال گاز و... بر رطوبت نسبی و دمای خروجی و نیز نقطه شبنم گاز خروجی از مرطوبساز بررسی شد. نتایج نشان می دهد که عمق کانال اثری بر دما و رطوبت گاز مرطوب خروجی ندارد. همچنین افزایش طول کانال سبب افزایش نقطه شبنم گاز خروجی از مرطوب ساز می شود اما رطوبت نسبی ورودی تأثیر چندانی بر روی نقطه شبنم گاز مرطوب خروجی ندارد. افزایش دمای هوای ورودی به مرطوب ساز نیز عملکرد مرطوب ساز را بهتر نمی کند. همچنین نتایج حاصل از مدل نشان می دهد که با افزایش فشار ورودی و استفاده از دبی هوای کمتر، عملکرد مرطوب ساز ارتقاء می یابد.