ارتقاء عملکرد استک پیل سوختی اکسید جامد براساس بهینه سازی پارامترهای عملکردی استک
چکیده
در این پایان نامه به مدلسازی سه بعدی استک پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای به منظور بهینه سازی عملکرد آن پرداخته شده است. شبیه سازی شامل هر سه شکل جریان موازی، مخالف و متقاطع با مقایسه مزایا و معایب هریک می باشد. این مقایسه بخشی از بهینه سازی است که مصرف کننده را در جهت یافتن بهینه کاربرد مورد نظر خود هدایت می کند. از جمله پارامترهای عملکردی استک که مورد بررسی قرار گرفته اند پروفیل های جریان سوخت، دما و دانسیته جریان می باشد. توان استک و گرادیان دمایی دو پارامتر مهمی است که در اغلب بهینه سازی ها مورد توجه قرار می گیرند. چنانکه از نمودارها مشخص می شود با افزایش دبی هوای ورودی، این دو پارامتر رفتار متفاوتی از خود نشان می دهند لذا با توجه به خصوصیات سازه ای اجزاء استک می توان بهینه وضعیت ممکن استک را تعیین نمود. منحنی های عملکرد برای محدوده عملی تخلخل و فشار جریانهای ورودی بدست آورده شده است. این نمودارها نشان می دهند که کاهش تخلخل و افزایش فشار منجر به ارتقاء عملکرد استک می گردد. منحنی های عملکرد به عنوان نمودارهای کاری سیستم در دماهای عملکردی مختلف و برای دبی های متفاوت اکسیدکننده بدست آورده شده اند. در این نمودارها نحوه تغییرات ولتاژ استک و توان تولیدی آن با تغییر بار مشخص شده است که نشان می دهد بیشترین توان تولیدی متعلق به شکل جریان مخالف است. نرخ مصرف سوخت پارامتر دیگری جهت بهینه سازی پیل سوختی اکسید جامد است لذا جهت بررسی رفتار این پارامتر مقایسه ای میان نرخ مصرف سوخت برای دبی های متفاوت هوا انجام شده است. این مطلب بدست آمده است که نرخ مصرف سوخت با افزایش دبی کاهش می یابد. در نهایت منحنی های راندمان برای هر سه شکل جریان بدست آورده شده است که نشان می دهند بیشینه راندمان مربوط به جریان مخالف است درحالیکه مطابق پروفیل های دمایی یکنواخت ترین پروفیل دمایی که از جهت مسائل سازه ای مطلوب است متعلق به جریان موازی می باشد. برای حل معادلات مربوطه از نرم افزار star-cd استفاده شده است. .