نقش تغيير فاز در توزيع جريان درمنيفولد استك پيل سوختي

در اين مقاله از ديناميك سيالات محاسباتي براي بررسي تاثير تغيير فاز بخار آب در توزيع جريان گاز اكسيژن در بخش كاتد يك استك پيل‌سوختي پليمري با 26 سلول استفاده شده است. به همين منظور، كدي در نرم‌افزار اپن‌فوم توسعه داده شده و با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي براي توزيع جريان تك‌فاز اعتبارسنجي شده است. سه شرط مرزي متفاوت به ديوار منيفولد اعمال شده است: دما ثابت، انتقال حرارت جابه‌جايي آزاد و اجباري. نتايج نشان مي‌دهد كه آب توليدي از چگالش بر روي ديوار پايين منيفولد ورودي، وارد سلول اول مي‌شود. همچنين تجمع آب در اين منطقه باعث كاهش سرعت جريان در ناحيه ورودي سلول اول مي‌گردد. بخار آب چگاليده شده بر روي ديوار بالايي منيفولد ورودي به سمت انتهاي استك حركت مي‌كند. بخشي از آب وارد چهار سلول انتهايي شده و بخشي ديگر به دليل گردابه بوجود آمده در انتهاي استك به درون منيفولد بازمي‌گردد. بنابراين سلول اول و چهار سلول آخر مقدار كمتري واكنش‌دهنده دريافت مي‌كنند. پارامتر توزيع غير يكنواخت جريان در حالت استفاده از اكسيژن اشباع و تحت شرايط جابه‌جايي اجباري 1425 درصد افزايش مي‌يابد.