شبیه‌سازی کوپلینگ لوله حرارتی- پیل سوختی غشا پلیمری و بررسی تأثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد حرارتی پیل سوختی - ابراهیم افشاری; مهدی مرتضوی; الناز زهروی (نشریه علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک)
مدیریت حرارت در پیل سوختی غشا پلیمری به منظور دستیابی به ماکزیمم دمای مناسب و توزیع دما در داخل پیل بسیار ضروری است. لوله حرارتی با ویژگی‌های منحصر به فرد و عدم مصرف توان، گزینه بسیار مناسبی برای خنک‌کاری و مدیریت حرارت پیل سوختی است. در این مقاله در گام اول، با ارایه معادلات حاکم بر لوله حرارتی به شبیه‌سازی ریاضی لوله حرارتی به صورت مجزا پرداخته شده است. در گام دوم لوله(ها) حرارتی در داخل پیل تعبیه شده است و به مدل‌سازی عددی کوپلینگ لوله حرارتی- پیل سوختی به کمک نرم افزار انسیس - فلوینت و تاثیر موقعیت تعبیه و تعداد لوله حرارتی در داخل پیل سوختی جهت خنک‌کاری آن پرداخته شده است. نتایج نشان می‌دهند که برای پیل سوختی انتخاب شده، 1 عدد لوله حرارتی مناسب نبوده (ماکزیمم دمای پیل 396 کلوین) و به 2 عدد لوله حرارتی نیاز است. با تعبیه 2 لوله به صورت متقارن با فاصله لوله‌ها از کنار پیل 25 میلیمتر و از مرکز 25میلیمتر، ماکزیمم دمای پیل برابر با 361 کلوین می‌شود که نسبت به موقعیت‌های دیگر تعبیه لوله‌ها شاهدکاهش دمای ماکزیمم در پیل سوختی هستیم. این موضوع نشان می‌دهد که جایگذاری متقارن لوله‌ها ماکزیمم دما را کاهش داد و توریع یکنواخت-تری از دما روی پیل سوختی ایجاد می‌کند.