//
Yeni arama için tıklayınız.
 

Tez

Ümitcan Emiroğlu

Hava Soğutmalı Pem Yakıt Pilinin Plaka Geometrisinin Soğutma Performansına Etkisinin Deneysel Ve Sayısal Araştırılması

The Experımental And Computatıonal Research On The Effect Of Plate Geometry Of Aır Cooled Pem Fuel Cell On Coolıng Performance

Türkçe

Yüksek Lisans

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü

Fen Bilimleri Enstitüsü Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı

Prof. Dr. Kemal ERŞAN

2019

Enerji, Yakıt Pili, Soğutma

 

Enerji ihtiyacı günümüzde giderek artmaktadır. Bu ihtiyacı karşılayabilmek için dünya yenilenebilir ve temiz enerji kaynaklarına yönelmektedir. Fosil yakıtların sınırlı olması ve çevreye olan zararı nedeniyle alternatif enerji kaynakları ve enerji dönüşüm sistemleri üzerinde çalışmalar artmaktadır. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip hidrojeni kullanan yakıt pili teknolojisi de bu çalışma alanlarından birisidir. Farklı uygulama alanlarına ve amaca hizmet eden farklı yakıt pili türleri vardır. Hava ve kara taşıtlarında, mobil uygulamalarda genelde PEM (Proton elektrolit membran) tipi yakıt pili kullanılmaktadır. PEM yakıt pillerinin verimini artırmak ve maliyetini azaltmak için literatürde çeşitli çalışmalar vardır. Bu çalışmada da normal hava şartlarında çalışan bir metal plakalı yakıt pili test edilmiştir. Hava ile soğutmayı sağlayan metal plakaların yakıt hücresine montajı yapılmıştır. Elde edilen verilere göre metal plakanın ısıl davranışının hesaplamalı akışkanlar dinamiği programıyla simülasyonu yapılmıştır. Aynı geometri ve farklı boyutlardaki tasarımlar analiz edilmiş ve soğutma performansı incelenmiştir. Sonuç olarak katot tarafındaki soğutmanın gerekli olduğu belirlenmiştir. En iyi soğutma şartları incelenmiş ve dar kanallarda birim alanda daha fazla ısı transferi olduğu ortaya çıkmıştır

 

Energy requirement increases day by day. The World tends to use renewable and clean energy sources to meet this requirement. Because of limited fossil fuels and environmental damages, studies are increasing on alternative energy resources and energy conversion systems. Fuel cell technology, using hydrogen with high energy density, is one of these studies. There are different fuel cell types that serves different application areas and purposes. Generally, PEM (Proton Exchange Membrane) type fuel cell is used in air and land vehicles, mobile applications. There are various studies in literature to increase efficiency and reduce cost of PEM fuel cells. In this study, metal plates fuel cell which operates in normal air condition is tested. Metal plates which provide cooling are mounted to fuel cell. According to the result data, metal plates thermal behavior is verified with computational fluid dynamics program. Designs with same geometry and different dimensions were analyzed and optimum cooling performance was investigated. As a result, it was observed that cooling on the cathode side was essential. The best cooling conditions were examined and it was found that more heat transfer per unit area in narrow channels.