Журнал прикладного машиностроения

Абстрактный

Численное моделирование трубчатого ТОТЭ с анодным креплением

М. Фатих КАЯ, Несрин ДЕМИР, Гамзе ГЕНЧ и Хусейн ЯПИЧИ

Численные модели твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) являются важными инструментами для понимания и исследования
влияния конструктивных и эксплуатационных параметров на производительность ТОТЭ и работы по разработке ТОТЭ. В этом исследовании численно моделируется одна из чистых и высокоэффективных систем производства энергии, однотрубчатый анодный ТОТЭ. Математическая модель однотрубчатого ТОТЭ представлена ​​в терминах несжимаемых моделей диффузии Навье-Стокса, Кнудсена, кинетических уравнений Батлера-Фольмера и уравнений Бринкмана. Для двумерной осесимметричной геометрии рабочие условия, параметры топливного элемента и определяющие уравнения решаются с помощью программного обеспечения ComsolMultiphysics на основе метода конечных элементов . В качестве газов-реагентов на аноде используются чистые H2 89% и H2O 11%, а на катоде — воздух. Изучаются температура, давление, пористость, проницаемость и особенно расстояние токосъемников до впускного отверстия для газа-реагента ячейки. Определены оптимальные параметры ячейки для этой модели и объяснены причины эффектов производительности ячейки.