حل عددي جريان سيال سمت كاتد پيل سوختي غشاء پليمري داراي توزيع كننده فوم با تخلخل غيريكنواخت

اخيرا در بسياري از كاربردهاي پيل سوختي، به منظور افزايش بازدهي و يكنواخت تر كردن توزيع واكنش دهنده ها در سطح فعال، از فوم به عنوان توزيع كننده جريان استفاده مي شود. اما اين روش عليرغم ايجاد بهبود نسبي در بازدهي و عملكرد پيل سوختي، توزيع واكنش دهنده ها را به يكنواختي مطلوب نمي رساند. از اين رو در اين مطالعه، از فوم فلزي با تخلخل غير يكنواخت جهت توزيع همگن تر جريان هوا در سمت كاتد پيل سوختي غشا پليمري استفاده شده است. در ابتدا فوم به صورت يكنواخت و با تخلخل يكسان فرض شده است. پس از حل عددي جريان در فوم همگن (نوع اول)، دو نوع فوم با ضريب تخلخل متغير طراحي شده است به گونه اي كه با تقسيم فوم به شكل شطرنجي، ضرايب تخلخل در گوشه هاي مقعر كه كسر مولي اكسيژن در آن ها پايين است (نواحي مرده)، حائز مقدار بالاتري هستند تا حركت جريان به اين گوشه ها تسهيل و در نتيجه توزيع جريان نيز يكنواخت تر شود. نتايج شبيه سازي حاكي از آن بود كه به ازاي چگالي جريان ثابت، توزيع كسر مولي اكسيژن در هر دو نوع فوم با ضريب تخلخل متغير، يكنواخت تر شده و متوسط كسر مولي اكسيژن نيز در فوم نوع دوم 9.45% و در فوم نوع سوم 32.02% نسبت به فوم يكنواخت افزايش داشته، همچنين گراديان فشار در فوم با تخلخل متغير نوع دوم، 80.75% نسبت به فوم يكنواخت افزايش يافته، در حالي كه به ازاي فوم نوع سوم، تغيير چنداني نداشته است.