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문제 정의
- 이 경우 전지의효율저하는 물론 수명의 단축과도 직결되므로 분리판 채널을 설계함에 있어서 유동 균일성은 반드시 고려되어야 한다. 따라서 본 연구는 CFD를이용하여 GDL 특성에 따른 분리판 내부유동장의특성을 살펴보고 동시에 매니폴드에서의 유동 균일성을 검토해 보고자 한다.
- 을수록 GDL의 투과성이 떨어지기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 체결압력에 따른 유동의 특성을 살펴보았다. Fig.
- 본 연구에서는 GDL의 특성에 따른 분리판 내부와 매니폴드 유동장의 특성을 살펴보았다. 계산 결과 GDL에 눌림이 없을 경우 GDL을 통해 우회되는 유량은 최대 35%정도 였지만 체결압이 존재한다고 가정했을 경우 우회되는 유량은 20%까지 감소될 수 있음이 예측되었다.
- 그런데 이러한 경우는 강력한 순환영역이 매니폴드 내부에 생기면서 유동 분배성능을 크게 떨어뜨린다. 하지만 본연구에서는 꺽임부에 곡면을 만들어 유동이 벽면에서 떨어지지 않게 할 경우 어느 정도의 성능향상이 있는지 살펴보았다.
가설 설정
- 결과적으로수치해석에 사용된 지배방정식은 GDL과 유로내부에서 서로 다르게 적용되었는더], Channel 내부의유동은 층류유동이므로 Navier-Stokes 방정식을사용하였으며 GDL 은 다공성 매질이기 때문에 Daley 법칙을 이용하였다. [1] 이 경우 다공성매질의 투과도(permeabi 1 ity)가 매우 커서 점성에 의한 압력하강이 모두 Daley 법칙에 의해서표현된다고 가정하고 점성항과 대류항을 무시하였다. 결론적으로 수치해석에 사용된 식들은 각각 다음과 같다.
- 반응면에 공급되는 가스는 이 기공을 통해 흘러하게 된다. 따라서 수치해석에서는 이 현상을 적절하게 모델링해야 하는데 본 연구에서는 GDL을등방성의 다공성 물질로 가정하였다. 결과적으로수치해석에 사용된 지배방정식은 GDL과 유로내부에서 서로 다르게 적용되었는더], Channel 내부의유동은 층류유동이므로 Navier-Stokes 방정식을사용하였으며 GDL 은 다공성 매질이기 때문에 Daley 법칙을 이용하였다.
- 7에서 볼 수 있다. 이 경우 단위전지는 20 개라고 가정하였으며 , 채널에서의 압력강하는 다공성 막으로 대치하였다. Fig.
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