شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی دوفازی از حرکت قطره در میدان جریان و منیفولد سمت کاتد پیل سوختی پلیمری

پیل سوختی پلیمری با ترکیب اکسیژن و هیدروژن و تولید آب، انرژی آزادشده در طی فرایند شیمیایی را به برق تبدیل می کند، لذا به عنوان انرژی پاک بسیار مورد توجه می باشد. مهم ترین موانع در راستای تجاری سازی این فناوری، مشکلات مربوط به کنترل میزان آب تولیدی و مدیریت آن در پیل سوختی، مدیریت گرما و غیره می باشد. موضوع مدیریت آب در پیل های سوختی پلیمری، دراجزای مختلف آن قابل تحقیق است، در کار حاضر به بررسی فرایند حرکت قطرات شکل گرفته در کانال های جریان گاز، مرتبط با پیل سوختی پلیمری به همراه منیفولد های ورودی و خروجی، به منظور فهم صحیح از دینامیک جریان مایع، پرداخته شده است. با توجه به ابعاد کوچک این کانال ها، توازن نیروهای غالب و موثر بر حرکت جریان مایع به سمت کشش و چسبندگی سطحی می باشد، بنابراین، از مدل نیمه تجربی هافمن به همراه روش دوفاز عددی حجم سیال برای شبیه سازی حاضر استفاده شده و هندسه اصلاح شده مورد یررسی قرارگرفته است، در این مطالعه زاویه تماس دینامیک و حرکت دینامیک قطره در یک هندسه کاربردی که شامل منیفولدهای توزیع کننده جریان گاز در پیل سوختی پلیمری می باشد با استفاده از مدل دوفازی حجم سیال مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. اثر شیب دار کردن مقطع منیفولد بر دفع قطرات آب مایع نسبت به حالت مستقیم نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با تغییر هندسه منیفولدهای ورودی و خروجی مشکل ایجاد شده در هندسه متداول که موجب انسداد کانال ناشی از آب مایع می شده، بر طرف می شود. درنتیجه اصلاح هندسه سبب بهبود مدیریت آب در کانال ها می شود.