طراحي و شبيه سازي يك مخزن هيدريد فلز براي ذخيره‌سازي هيدروژن در يك خودرو پيل سوختي با استفاده از مواد تغيير فاز دهنده

كارشناسي ارشد

به دليل وابستگي مخازن هيدريد فلز در ذخيره‌سازي هيدروژن به دما، مديريت حرارتي اين مخازن اهميت دارد. در اين مطالعه، مخزن هيدريد فلز با آلياژ منيزيم-نيكل مورد بررسي قرار گرفته است. براي مديريت حرارتي اين مخزن، از مواد تغييرفازدهنده به عنوان تثبيت كننده دما براي بالاتر بودن نرخ واكنش‌هاي جذب و رهاسازي هيدروژن و نيز، به عنوان يك مخزن انرژي براي مديريت حرارتي هيدريد فلز طي واكنش‌هاي گرماگير و گرماده استفاده مي‌شود. براي انتقال حرارت مناسب بين مخزن هيدريد فلز و مواد تغييرفازدهنده، استفاده از پره و سظوح گسترش يافته در اين پژوهش بررسي گرديد. پره‌ها با طول‌هاي مختلف و با فواصل متغير طي چند مورد متفاوت در نرم افزار شبيه‌سازي ANSYS Fluent با استفاده از روش‌هاي ديناميك سيالات محاسباتي بررسي شدند. پژوهش حاضر نشان مي‌دهد كه انتقال حرارت بين مخزن و مواد تغييرفازدهنده توسط دو عامل تعيين مي‌شود، از طرفي بالا بودن انتقال حرارت براي تثبيت بهتر دما و بالا نگه داشتن نرخ واكنش‌هاي شيميايي و ديگري، جلوگيري از ذوب شدن كامل مواد تغييرفازدهنده به دليل تغيير در دماي كلي سيستم. در اين مطالعه مشاهده مي‌شود كه حضور پره‌ها تا تقريبا 8 پره در 40 ميليمتر از طول مخزن باعث بهتر شدن انتقال حرارت و نرخ واكنش مي‌شود، اما با حضور 10 پره و يا بيشتر در همين طول از مخزن، مواد تغييرفازدهنده بسيار سريع‌تر ذوب شده و پس از ذوب شدن، نرخ واكنش را بشدت كاهش مي‌دهند.

194711

دانشگاه علم و صنعت ايران

سيستم محركه خودرو

دكتر غلامرضا مولائي منش