بررسی عددی تأثیر شرایط عملیاتی مختلف بر عملکرد هواپیمای بدون سرنشین با سیستم پیشرانش پیل سوختی بهکمک روش طراحی آزمایش | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| دوره 55، شماره 3، خرداد 1402، صفحه 407-430 اصل مقاله (2.48 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2023.21358.7437 | ||
| نویسندگان | ||
| امیرحمزه فرج الهی* 1؛ محسن رستمی1؛ محمدرضا هاشمی نسب2؛ مجتبی لک1؛ افشین شجاعیان1 | ||
| 1گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه امام علی، تهران، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در پژوهش حاضر به مطالعه تأثیر شرایط عملکردی مختلف بر راندمان یک پهپاد با پیشرانش پیل سوختی غشای پلیمری با استفاده از روش طراحی آزمایش پرداخته شدهاست. بدین منظور ضمن طراحی یک سیکل ترمودینامیکی بر مبنای مطالعات گذشته، استک پیل سوختی مفروض بهصورت صفربعدی شبیهسازی و مدل عددی اعتبارسنجی شدهاست. در ادامه معادلات ترمودینامیکی حاکم برای کلیه اجزای سیکل نوشته شده و راندمان استک پیل سوختی و سیستم محاسبه گردیدهاست. بهمنظور بررسی تأثیر شرایط عملیاتی مختلف بر راندمان پیل سوختی و سیستم و بهینهسازی، روش رویه پاسخ و طرح مرکب مرکزی مورد استفاده قرار گرفتهاست. بدین منظور ارتفاع عملیاتی، فشار کاری و نرخ استوکیومتری کاتد بهعنوان پارامترهای مستقل ورودی و راندمان استک پیل سوختی و کل سیکل ترمودینامیکی بهعنوان پاسخ درنظر گرفته شدهاند. نتایج این مطالعه نشان میدهد که افزایش فشار کاری سبب افزایش راندمان استک پیل سوختی و سیکل به ترتیب به میزان ٪3/5 و ٪14/5 میشود. از سوی دیگر هرچند افزایش استوکیومتری کاتد بهبود عملکرد پیل سوختی را درپی دارد، اما سبب کاهش شدید (حداکثر ٪30/6) راندمان سیکل میگردد. بررسی تأثیر ارتفاع عملیاتی بیانگر این نتیجه است که اثرات افزایش ارتفاع بر راندمان پیل سوختی قابل صرفنظر است، اما با افزایش ارتفاع عملیاتی راندمان سیکل بیش از ٪30 کاهش مییابد. بر مبنای نتایج این مطالعه در هر ارتفاع عملیاتی برای یک پهپاد، بیشترین راندمان زمانی حاصل میشود که فشار کاری در کران بالا و نرخ استوکیومتری کاتد در کران پایین قرار گیرند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| پیل سوختی غشای پلیمری؛ هواپیمای بدون سرنشین؛ ارتفاع پرواز؛ طراحی آزمایش؛ روش رویه | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 976 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 872 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 458 |
| تعداد مقالات | 5,781 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,513,185 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,056,073 |