بررسی آزمایشگاهی سیستم کنترل سطح آب جداساز مایع-گاز در پیل سوختی

تعامل بین هیدروژن و اکسیژن در یک پیل سوختی سبب تولید آب می شود. حضور این محصول می تواند کارایی پیل سوختی را کاهش دهد. هدف از این مطالعه، معرفی نوعی سیستم کنترل سطح آب است که علاوه بر کنترل آب خروجی از جداساز، از اتلاف گازهای واکنش دهنده مانند هیدروژن و اکسیژن جلوگیری کند. بنابراین گازهای استفاده نشده به پیل سوختی باز گردانده می شوند و در نتیجه هزینه ی ناشی استفاده از گازهای واکنش دهنده برای تولید برق کاهش می یابد. در این مقاله با توجه به مشخصات پیل سوختی و محدودیت ساخت به کمی سازی عملکرد سیستم کنترلی پرداخته شده است. این سیستم شامل یک واحد مکانیکی (ونتوری) و یک واحد کنترل است و بر اساس گازهای مختلف واکنش دهنده مانند هوا و اکسیژن طراحی شده است. پارامترهای موثر در کنترل شیر تخلیه همچون طول مسیر اتصال، زاویه قرارگیری سنسور، وقفه های زمانی مورد بررسی قرار گرفته اند. بررسی طول مسیر نشان داد اگر طول مسیر زیاد باشد، تغییرات فشار حالت نوسانی گرفته و برای مدت زمان شرط فشار را برقرار نمی کند و سیستم کارایی خود را از دست می دهد. زاویه سنسور نیز تنها در ماکزیمم زمان بحرانی تاثیرگذار است به نحوی که با قرارگیری سنسور در زاویه 90 درجه به ماکزیمم مقدار می رسد. بنابر تست های انجام شده زمان بین 3/0 تا 5/0 ثانیه برای زمان بحرانی کمینه پیشنهاد می شود. در نهایت به منظور کنترل اتوماتیک سیستم کنترل سطح آب جداساز، روابطی بر اساس فشار کاری پیل سوختی ارایه شده است. در مجموع الگوریتم کنترلی عملکرد صحیحی از خود نشان داد.