بررسی روش های شبیه سازی عملکرد پیل های سوختی اکسید جامد بصورت word 87 ص + فایل ارائه پاور
نویسنده : مهندس افشار شکری
دانشگاه علم و صنعت
چکیده
اانتظار می رود پیل سوختی اکسید جامد نقش مهم و چشم‌گیری را در بقای سیستم انرژی به دلیل راندمان بالا و استفاده از سوخت های تجدید پذیر بازی کند.یک مدل CFD (کامسول مولتی فیزیک) برای تحلیل و توصیف پیل سوختی با تک پیل ارائه شده است که این تحلیل شامل معادلات حاکم بر حرارت،جرم،مومنتوم و انتقال بار با در نظر گرفتن تغییر شکل های داخلی و واکنش های الکتروشیمیایی می‌باشد.
واژه‌های کلیدی: پیل سوختی اکسید جامد،مدل سازی CFD، واکنش های شیمیایی،انتقال بار،مرز سه‌گانه
زندگی در دنیای امروز فرآیند پیوسته‌ای از تبدیل و انتقال انرژی است ودستیابی به مدنیت تا اندازه ی زیادی مرهون کارایی و مهار موثر اشکال مختلف انرژی با گسترش قابلیت ها و ابتکارات انسان می باشد. بنابراین انرژی یکی از فاکتورهای ضروری در توسعه مداوم و رشد اقتصادی یک کشور محسوب می‌شود. تولید انرژی اغلب با اثرات مخرب زیست محیطی در سطح منطقه‌ای هم چون آلودگی هوا و مشکلات جهانی به ویژه تغییرات جوی همزمان می‌گردد.
تقاضای انرژی به دلیل افزایش جمعیت جهان رو به رشد می‌باشد. این معضل هم کشورهای صنعتی و هم کشورهای در حال توسعه را که به دنبال رشد اقتصادی بالا می‌باشند شامل می‌شود.
برای رویارویی با این مشکل دو مساله مهم مورد توجه قرار خواهد گرفت:اول، دسترسی به خدمات انرژی در حد توان و دوم، یافتن انواعی از منابع انرژی و فناوری است که اثرات نامطلوب زیست محیطی تامین خدمات انرژی را کاهش دهد.
توسعه فناوری پیل سوختی به عنوان یک فناوری قابل اطمینان جهت تولید انرژی و توسعه زیرساخت سوخت هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک و تجدید پذیر یکی از بهترین راهکارهای برون رفت از معضل دنیای امروز در مصرف سوخت های فسیلی می‌باشد.
مزایای فن آوری پیل سوختی در مقایسه با دیگر فناوری های موجود در تولید انرژی نظیر راندمان بالا، قابلیت اطمینان ، عدم وابستگی به شبکه و هم چنین مصرف سوخت های بدون آلایندگی و یا آلایندگی بسیار ناچیز از جمله عواملی است که توسعه و رویکرد به این فن آوری را در جهان موجب شده است.
ابعاد استفاده از پیل های سوختی بسیارگسترده است ، به عنوان مثال می توان از آنها در زیردریایی ها ،سفینه های فضایی ، کشتی ها ، هواپیما ها و... استفاده کرد و یا آنها را در خودروها اعم از اتوبوس ها ، کامیون ها ، مینی بوس ها و سواری ها به کار برد. در مناطق دور افتاده که امکان استفاده از شبکه برق سراسری وجود ندارد می توان از آنها به مثابه نیروگاه استفاده کرد.[1]
فهرست مطالب
فصل 1: مقدمه ای بر پیل های سوختی اکسید جامد........... 8
1-1-مقدمه........................................ 9
1-2-ویژگی های سوخت هیدروژنی...................... 9
1-3-معرفی پیل های سوختی......................... 12
1-3-1- تفاوت باتری و پیل سوختی.................. 12
1-4-اساس کار پیل سوختی.......................... 13
1-5-انواع پیل های سوختی......................... 14
1-5-1- پیل سوختی قلیایی......................... 15
1-5-2- پیل سوختی پلیمری......................... 17
1-5-3- پیل سوختی متانول مستقیم.................. 19
1-5-4- پیل سوختی اسید فسفریک.................... 19
1-5-5- پیل های سوختی کربنات مذاب................ 20
1-6-تاریخچه پیل های سوختی....................... 21
1-7-مزایای پیل سوختی............................ 23
1-8-معایب پیل‌های سوختی.......................... 24
1-9-پیل‌های سوختی اکسید جامد..................... 24
1-9-1- معرفی.................................... 24
1-9-2- ساختمان پیل های سوختی اکسید جامد......... 26
1-9-3- مواد تشکیل دهنده پیل های سوختی........... 27
1-9-3-1- الکترولیت............................ 27
1-9-3-2- آند.................................. 28
1-9-3-3- کاتد................................. 28
1-9-3-4- اتصال دهنده ها....................... 28
1-9-3-5- آب بندها............................. 28
1-9-4- اساس کار پیل های سوختی اکسید جامد........ 29
1-9-5- انواعپیلهایسوختیاکسیدجامد............. 29
1-10-ترمودینامیک پیل های سوختی اکسید جامد....... 31
1-10-1- نیرو محرکه.............................. 31
1-10-2- اثرات عوامل مختلف روی نیروی محرکه(EMF) 31
1-11-عوامل کاهنده عملکرد مطلوب پیل های سوختی.... 33
1-11-1- قطبش اهمی............................... 33
1-11-2- قطبش سینتیکی یا فعال سازی............... 34
1-11-3- قطبش غلظت یا غلظتی...................... 34
1-12-عوامل موثر بر روی عملکرد پیل سوختی......... 34
1-12-1- تاثیرات دما............................. 35
1-12-2- تاثیرات فشار............................ 36
1-13-مشخصات کلی انواع پیل های سوختی............. 37
1-14-مسئله راه اندازی (SOFC)..................... 37
1-15-جذابیت های موجود در پیل های سوختی اکسید جامد 39
فصل 2: مدل های ریاضی در پیل های سوختی اکسید جامد..... 41
2-1-مقدمه....................................... 42
2-2-مدلسازی پبل های سوختی اکسید جامد............ 42
2-3- CFD در پیل های سوختی........................ 44
2-4-معادلات فیزیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی برای پدیده های پیل سوختی............................................ 45
2-4-1- قوانین بقا............................... 45
2-5-سینتیک واکنش های شیمیایی.................... 47
2-6-روش های مدل سازی ارائه شده.................. 49
2-7-شبیه سازی پیل سوختی اکسید جامد.............. 50
2-7-2- مدل ریاضی................................ 53
2-7-3- شرایط مرزی............................... 54
2-7-3-1- ورودی.................................. 55
2-7-3-2- شرایط بالا و پایین...................... 55
2-7-3-3- شرایط خروجی............................ 55
2-7-4- الگوریتم حل.............................. 56
2-7-5- مش بندی.................................. 56
2-7-6- ارزیابی مدل.............................. 56
2-8-تحلیل نتایج................................. 60
2-8-1-1- میدان جریان.......................... 60
2-8-1-2- غلظت گونه ها......................... 61
2-8-1-3- چگالی جریان.......................... 66
2-8-2- توزیع دما................................ 67
2-9-نتیجه گیری.................................. 69
فصل 3: نتایج و پیشنهادات............................. 70
3-1-مقدمه....................................... 71
3-2-نتایج....................................... 71
3-3-افق های تحقیقاتی............................ 72
فصل 4: عنوان اصلی فصل 4 نوشته شود.............................................................. 73
4-1-نمونه سر فصل......................................................................................... 74
فصل 5: شود................................................................................................... 75
فصل 6:.......................................................................................................... 76
فصل 7:......................................................... 78
فصل 8: عنوان اصلی فصل 8 نوشته شود.............................................................. 80
مراجع............................................................................................................ 81
نمونه عکس از محیط ارایه پاور
نمونه عکس از محیط ورد
پایان نامه بررسی تئوری و عددی نانولوله های کربنی به عنوان یک کانال در ترانزیستور های اثر میدانی
مشخصات مقاله:
دسته : مهندسی برق و الکترونیک
عنوان پایان نامه : بررسی تئوری و عددی نانولوله های کربنی به عنوان یک کانال در ترانزیستور های اثر میدانی
قالب بندی : word
قیمت: 2800 تومان
شرح مختصر: با گذر زمان و پیشرفت علم و تکنولوژی نیاز بشر به کسب اطلاعات و سرعت پردازش و ذخیره سازی آنها به صورت فزاینده ای بالا رفته است. گوردن مور معاون ارشد شرکت اینتل در سال ۱۹۶۵ نظریه ای ارائه داد مبنی بر اینکه در هر ۱۸ ماه تعداد ترانزیستورهایی که در هر تراشه به کار می رود دو برابر شده و اندازه آن نیز نصف می شود . این کوچک شدگی نگرانی هایی را به وجود آورده است. بر اساس این نظریه در سال ۲۰۱۰ باید ترانزیستورهایی وجود داشته باشد که ضخامت اکسید درگاه که یکی از اجزای اصلی ترانزیستور است به کمتر از یک نانومتر برسد. بنا بر این باید بررسی کرد، اکسید سیلیسیم به عنوان اکسید درگاه در ضخامت تنها کمتر از یک نانومتر انتظارات ما را در صنایع الکترونیک برآورده میکند یا نه. در راستای همین تحقیقات گروه دیگری از دانشمندان به بررسی نیترید سیلیکون به عنوان نامزد جدیدی برای اکسید درگاه پرداختند و نشان دادند که این ماده می تواند جایگزین مناسبی برای اکسید سیلیکون باشد . جهت تولید ترانزیستورهای نسل امروز احتیاج به دانشی داریم که بتوانیم در ابعاد نانو تولیدات صنعتی از تراشه ها را داشته باشیم. بنا بر این توجه جوامع علمی و اقتصادی جهان بر این شاخه از علم که به فن آوری نانو معروف است، جلب شده است. در این بین نانولوله های کربنی به دلیل خواص منحصر به فرد الکتریکی و مکانیکی که از خود نشان داده اند توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده اند. در راستای این تحقیقات ما به بررسی خواص الکتریکی نانولوله های کربنی پرداخته ایم. بسیاری از دانشمندان بر این باور هستند که نانولوله های کربنی به دلیل قابلیت رسانش ویژه یک بعدی جای مواد سیلیکونی در تراشه های نسل آینده را خواهند گرفت.
فهرست:
فهرست مقاله:
مقدمه
مقدمهای بر کربن و اشکال مختلف آن در طبیعت و کاربرهای آن
مقدمه
گونه های مختلف کربن در طبیعت
کربن بیشکل
الماس
گرافیت
فلورن و نانو لوله های کربنی
ترانزیستورهای اثر میدانی فلز اکسید نیمرسانا و ترانزیستور های اثرمیدانی نانولوله ی کربنی
بررسی ساختار هندسی و الکتریکی گرافیت و نانولوله های کربنی
ساختار الکترونی کربن
اربیتال p کربن
روش وردشی
هیبریداسون اربیتالهای کربن
ساختار هندسی گرافیت و نانولول هی کربنی
ساختار هندسی گرافیت
ساختار هندسی نانولوله های کربنی
یاختهی واحد گرافیت و نانولوله ی کربنی
یاختهی واحد صفحهی گرافیت
یاخته واحد نانولوله ی کربنی
محاسبه ساختار نواری گرافیت و نانولوله ی کربنی
مولکولهای محدود
ترازهای انرژی گرافیت
ترازهای انرژی نانولوله ی کربنی
چگالی حالات در نانولوله ی کربنی