• شماره ركورد
    30746
  • پديد آورنده

    ريحانه نبوي

  • عنوان
    شبيه‌سازي عملكرد و رفتار حرارتي پيل‌سوختي با استفاده از سامانه مديريت حرارتي لوله‌هاي حرارتي
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي خودرو گرايش سيستم قواي محركه
  • سال تحصيل
    1399
  • تاريخ دفاع
    1402/7/12
  • استاد راهنما
    علي قاسميان مقدم
  • دانشكده
    مهندسي خودرو
  • چكيده
    پيل‌هاي سوختي غشاء پليمري به دلايل متعددي مانند عدم انتشار گازهاي خروجي مضر، زمان راه‌اندازي سريع، دماي عملكردي پايين و كارايي بالا، به عنوان جايگزيني مناسب براي موتورهاي احتراق داخلي در خودروها مورد توجه قرار گرفته‌اند. مسئله مديريت حرارت در عملكرد بهينه پيل‌هاي سوختي غشاء پليمري نقش اساسي دارد. در اين زمينه روش‌هاي مختلفي وجود دارد كه پژوهش حاضر به بررسي خنك‌كاري با لوله حرارتي يك سلول پيل‌سوختي غشاء پليمري پرداخته است. پژوهش حاضر با بهره‌گيري از يك مدل سه‌بعدي دوفازي سلول پيل‌سوختي در نرم‌افزار انسيس فلوئنت، انجام گرفت. در اين پژوهش لوله حرارتي در سمت صفحه دو قطبي كاتد اضافه شده تا تأثير آن بر روي خنك‌كاري سيستم مورد ارزيابي قرار گيرد. با در نظر گرفتن رسانش حرارتي معادل لوله حرارتي، انتقال حرارت داخل لوله‌ را با استفاده از كد برنامه‌نويسي با توجه به ابعاد و خصوصيات آن شبيه ‌سازي كرده و از اين مدل شبيه‌سازي شده در حل مسئله به كار گرفته شده است. آرايش‌هاي مختلفي از لوله‌هاي حرارتي براي خنك‌كاري پيل‌سوختي در نرم‌افزار مدل‌سازي سه بعدي انجام شد و بر اساس نتايجي كه در اين پژوهش به دست آمد، مشاهده شد كه اعمال خنك‌كاري به وسيله لوله حرارتي بر روي پارامترهايي نظير يكنواختي دما، توان الكتريكي و شار حرارتي در خروجي و... تأثيرگذار بوده و باعث كاهش تلفات گرمايش از 18 وات به 13 وات در خروجي كاتد يك سلول پيل‌سلوختي مي‌باشد. همچنين باعث افزايش بيشتر توان الكتريكي تا 4/2 درصد در يك سلول پيل‌سوختي شده است و عملكرد سيستم را بهبود مي‌بخشد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/02/04
  • عنوان به انگليسي
    Simulation of performance and thermal behavior of fuel cell using thermal management system of heat pipes
  • تاريخ بهره برداري
    10/3/2024 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    ريحانه نبوي

  • چكيده به لاتين
    Fuel cell membrane polymer electrolyte membranes have gained attention as suitable alternatives for internal combustion engines in vehicles due to various reasons such as the absence of harmful exhaust gases, quick startup, low operating temperature, and high efficiency. Thermal management plays a fundamental role in the optimal performance of polymer electrolyte membrane fuel cells. In this study, various cooling methods for a fuel cell membrane have been investigated using a three-dimensional two-phase model of the fuel cell in the ANSYS Fluent software. A heat pipe has been added to the cathode bipolar plate side to eva‎luate its impact on the cooling system. Considering the equivalent thermal conductivity of the heat pipe, heat transfer inside the heat pipe has been simulated using dimension and properties-based programming code, and this simulated model has been used to solve the problem. Different arrangements of heat pipes for cooling the fuel cell have been modeled in three-dimensional simulation software, and based on the results obtained in this study, it was observed that applying cooling using a heat pipe has a significant effect on parameters such as temperature uniformity, electrical power, and heat flux at the cathode outlet, reducing heat losses from 18 watts to 13 watts at the cathode outlet of a fuel cell. It also leads to a further increase in electrical power by up to 2.4 percent in a fuel cell, improving system performance.
  • كليدواژه هاي فارسي
    پيل‌هاي سوختي غشاء پليمري , مديريت حرارتي , لوله حرارتي , شبيه سازي عددي
  • كليدواژه هاي لاتين
    Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells , Thermal Management , Heat Pipe , Numerical Simulation
  • Author
    Reyhane Nabavi
  • SuperVisor
    Ali Qasemian Moqadam