• Title of article

    Dynamic Response Analysis of the Planar and Tubular Solid Oxide Fuel Cells to the Inlet Air Mass Flow Rate Variation

  • Author/Authors

    Afshari, E Mechanical Engineering Department - Faculty of Engineering - University of Isfahan , Mollayi Barzi, Y Mechanical Engineering Department - Islamic Azad University - Kashan branch

  • Pages
    8
  • From page
    794
  • To page
    801
  • Abstract
    The purpose of present study is to investigate the dynamic response of two conventional types of solid oxide fuel cells to the inlet air mass flow rate variation. A dynamic compartmental model based on CFD principles is developed for two typical planar and tubular SOFC designs. The model accounts for transport processes (heat and mass transfer), diffusion processes, electrochemical processes, anode and cathode activation and ohmic polarizations, among others. Using developed model, the dynamic response of the cell to the step change of the air feed stream conditions is investigated. The results show an almost slow electrical response of the cell to the air mass flow rate step variation which is estimated to be about one hour. Moreover, it can be concluded that the effect of the inlet air flow conditions on a tubular solid oxide fuel cell performance is more noticeable than its effects on a planar SOFC. However, the electrical response time of the tubular type SOFC is calculated about ten times more than the planar type.
  • Farsi abstract
    هدف از اين مطالعه، بررسي پاسخ ديناميكي دو نوع پيل سوختي اكسيد جامد متداول (صفحه­اي و لوله­اي) به تغيير نرخ جريان هواي ورودي مي­باشد. بدين منظور، يك مدل محاسباتي ديناميكي بر مبناي ديناميك سيالات محاسباتي براي اين دو نوع پيل اكسيد جامد توسعه داده شده و پديده­ هاي انتقال (انتقال جرم و حرارت)، پخش، الكترشيميايي، فعال­ سازي آند و كاتد و پلاريزاسيون اهمي بررسي شده اشت. با توسعه­ ي مدل، پاسخ ديناميكي پيل به تغيير پله شرايط جريان هواي تغذيه بررسي شده است. نتايج نشان دهنده يك پاسخ الكتريكي تقريبا آهسته پيل به تغيير پله نرخ جريان جرم هوا است كه تقريباً حدود يك ساعت است. به­ علاوه مي­توان نتيجه گرفت كه تاثير شرايط جريان هواي ورودي بر عمكرد پيل سوختي لوله­اي قابل توجه­ تر از نوع صفحه­ اي است؛ اما زمان پاسخ الكتريكي نوع لوله­اي حدود 10 برابر بيشتر از نوع صفحه ­اي است
  • Keywords
    Time Constant , Dynamic Simulation , Planar Cell , Tubular Cell , Solid Oxide Fuel Cell
  • Journal title
    Astroparticle Physics
  • Serial Year
    2015
  • Record number

    2416927