Simulação computacional e análise do desempenho de uma célula a combustível unitária do tipo membrana trocadora de prótons no ANSYS Fluent

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Leonel, Elvis Masur Teixeira
Copyright Year	2017
Abstract	Uma das formas mais eficientes e limpas de se extrair energia eletrica do hidrogenio e atraves das celulas a combustivel do tipo membrana trocadora de protons. Contrario as maquinas de combustao interna, as celulas a combustivel nao tem sua eficiencia limitada pelo ciclo de Carnot, apenas pela termodinâmica das reacoes eletroquimicas. Uma forma eficiente de estudar as celulas combustivel do tipo membrana trocadora de protons e atraves da simulacao destas em ambiente computacional. O estudo, a partir dessas simulacoes, agrega conhecimento previo do funcionamento da celula combustivel, reduzindo custos de experimentos e incorporando valor para projetos futuros. O presente trabalho apresenta o estudo de uma celula a combustivel unitaria do tipo membrana trocadora de protons no ANSYS Fluent®. A geometria da celula a combustivel foi desenvolvida em programa CAD e importada para o DesignModeler® do ANSYS para a geracao dos 29 canais de fluxo em cada eletrodo. Em seguida, foram desenvolvidas duas malhas de volumes, sendo uma com 40% a mais de volumes do que a outra para a comparacao dos resultados. A composicao dos gases de entrada e a vazao massica destes foram calculados para uma densidade de corrente de 1 Acm-2. Assumiu-se temperatura constante de 80oC em toda a FC e troca de fase da agua. Foi admitida convergencia de 0,01% nas variaveis monitoradas e valores residuais. Os resultados, que variaram significativamente entre as malhas, indicaram elevada queda de pressao nos canais de fluxo, distribuicao homogenea das especies nestes, pouca formacao de agua liquida nos canais de fluxo e umidificacao deficiente nas camadas eletrolitica e cataliticas. Por fim, foi possivel gerar as curvas de polarizacao para as duas malhas.
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/9175/1/LD_COEAM_2017_2_11.pdf
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article