Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Hasan gÜNÜŞEN
Danışman: ABUZER ÖZSUNAR
Özet:Son yıllarda, enerji ihtiyacının artması ve enerji kaynaklarının sınırlı olması sebebiyle daha verimli, daha temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarıyla ilgili araştırmalar yapılmaktadır. Yakıt hücrelerinin yüksek verimlilik, yüksek akım yoğunluğu, uzun ömre sahip olmaları ve sessiz çalışmaları nedeniyle önemli bir enerji teknolojisi olduğu değerlendirilmektedir. Bu tezde, üç farklı gaz akış kanalı tasarımına sahip PEM yakıt hücresi, çok fazlı, izotermal, kararlı halde ve üç-boyutlu sayısal analiz edilmiştir. Bu amaçla, üç farklı gaz akış kanalı tasarımı (Beş kanallı serpantin tipi (5S), bir kanallı serpantin tip (1S) ve paralel-serpantinli (5PIS) modeller) üzerinde çalışılmıştır. Araştırması yapılan yakıt pilleri, 5,93 cm2 aktif alana sahip olup Ansys Design Modeler programı kullanılarak üç boyutlu olarak tasarlanmıştır. Ağ yapısı oluşturulması için Icem CFD programı kullanılmıştır. Sayısal analizi, hesaplama akışkanlar dinamiği (HAD) programı olan ANSYS Fluent18.1 programında bulunan PEM Fuel Cell modülü aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlarda nem oranı, reaktan oranı, hücre sıcaklığı, reaktan basıncı, gaz akış kanal genişliği ve kanal yüksekliği parametreleri sabit tutulmuştur. Analizlerde, üç farklı H2O kütle kesri değeri kullanılmıştır. Sayısal analizde, hazırlanan gaz akış kanalı tasarımları için basınç düşüşü, sıcaklık, reaktan ve su konsantrasyonları dağılımları ve polarizasyon eğrileri elde edilmiştir. Aynı zamanda kanallarda hız dağılımı, sıcaklık, basınç düşümü, su içeriği ve akım yoğunluğu v.b. gibi büyüklükler incelenmiştir. Bu analizlerde anotta hidrojen ve katot tarafındaki hava reaktan gaz olarak kullanılmıştır. Üç farklı gaz akış kanalı, polarizasyon eğrileri ve sayısal analizden elde edilen veriler kullanılarak birbirleri ile karşılaştırılmış ve en iyi performansa sahip model belirlenmiştir. Bu karşılaştırma da 5S gaz akış kanalı modelinin diğer modellerden daha iyi performans gösterdiğini görülmüştür. Fakat basınç düşüşü de dikkate alındığında benzer uygulamalar için 1S tipi gaz akış kanalı modeli uygun olduğu düşünülmektedir. Bulunan analiz sonuçları literatürdeki benzer çalışmalar ilekarşılaştırılmış ve uygun olduğu görülmüştür