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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
Nouvel éditeur en 2019
 

 ARTICLE VOL 42/3 - 2018  - pp.323-334  - doi:10.3166/acsm.42.323-334
TITRE
Étude numérique du transfert de chaleur et de la baisse de pression dans une pile à combustible à matériau poreux

TITLE
Numerical study of heat transfer and pressure drop in a fuel cell with porous material

RÉSUMÉ
Le but de cette recherche est de refroidir les piles à combustible à polymère à l’aide d’un fluide de refroidissement. L'utilisation de matériaux métalliques poreux dans les canaux de fluide augmente le niveau de contact du fluide avec la surface thermique. Les métaux poreux sont utilisés à l'intérieur des canaux avec une disposition en spirale, parallèle et multicanal. Le transfert de chaleur et la chute de pression ont été étudiés pour différents matériaux, différentes porosités et divers arrangements du combustible complet. Deux fluides, l'eau et l'éthylène glycol sont utilisés comme fluide de travail. Les résultats montrent que l'eau a une meilleure performance thermique. Au fur et à mesure que la porosité du matériau augmente, le transfert de chaleur et la perte de charge diminuent. Il est révélé que la configuration à canaux multiples présente le taux de transfert de chaleur le plus élevé, tandis que le motif en spirale présente la perte de charge la plus élevée.


ABSTRACT
The purpose of this research is to cool the polymer fuel cells using a cooling fluid. The use of metal porous materials in fluid channels increases the level of fluid contact with the thermal surface. Porous metals are used inside the channels with spiral, parallel and multichannel arrangement. Heat transfer and pressure drop are investigated for different materials, different porosities, and various arrangements of the full cell. Two fluids, water and ethylene glycol are used as a working fluid. The results show that the water has a better thermal performance. As the porosity of the material increases, the heat transfer and the pressure drop decreases. It is revealed that the multi-channel arrangement has the highest heat transfer rate, while the spiral pattern shows the highest pressure drop.


AUTEUR(S)
Afshin SHIRINY, Morteza BAYAREH

MOTS-CLÉS
pile à combustible, matériau poreux, transfert de chaleur, chute de pression.

KEYWORDS
fuel cell, porous material, heat transfer, pressure drop.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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