كليدواژه :
پيل سوختي پليمري , هواپيماي بدون سرنشين (پهپاد) , توليد توان , تحليل ترموديناميكي
چكيده فارسي :
امروزه، سيستم‌هاي پيل سوختي در سيستم‌هاي انرژي مورد استفاده قرار گرفته و استفاده از اين سيستم‌ها باعث صرفه‌جويي در مصرف انرژي و ارائه سيستمي با بازده بالا شده است. اخيراً پيل سوختي غشايي تبادل پروتوني براي كاربردهاي هوافضايي بويژه در هواپيماي بدون سرنشين (پهپاد) مورد توجه قرار گرفته است. در اين مطالعه، سيستمي براي توليد توان مورد نياز در مراحل مختلف پرواز همانند برخاست، صعود، بيشينه سرعت و كروز استفاده شده است. همچنين يك مطالعه پارامتري براي نشان دادن تأثير برخي پارامترهاي كليدي (از جمله چگالي جريان، مساحت سلول، مسافت طي شده براي برخاست، ضريب استوكيومتري هوا) روي پارامترهاي عملكردي سيستم مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه مقادير جريان براي توان مورد نياز براي مراحل بيشينه سرعت، صعود، برخاست و كروز به ترتيب 8، 6/576، 5/593 و 2/098 آمپر مي‌باشد. طبق نتايج حاصله افزايش مسافت بلند شدن منجر به كاهش توان مورد نياز و هيدروژن ورودي سيستم مي‌شود. همچنين با افزايش چگالي جريان، توان و هيدروژن مصرفي افزايش درحالي‌كه بازده پيل سوختي و بازده اگزرژي كاهش يافته است.
چكيده لاتين :
Nowadays, fuel cell systems are used in energy systems which caused to saving energy, and a high-efficiency system. Recently,
Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) has been considered for aerospace applications especially in Unmanned Aerial Vehicle (UAV). In the present study, this system has been used for power generation in the different phase of flight, such as takeoff,
climb, maximum speed, and cruise. Also, a comprehensive parametric study is carried out to show the effects of some key
parameters (including current density, surface area of the fuel cell, takeoff distance, and stoichiometric air ratio) on the main
performance criteria of the PEMFC system. The results indicate that the current values for the power required for maximum speed,
climb, takeoff, and cruise are 8, 6.576, 5.593, and 2.098, respectively. According to the results, increasing the takeoff distance leads
to a reduction in the required power and the system input hydrogen. Also, with increasing current density, power and hydrogen consumption increase, while fuel cell and exergy efficiency decrease.
